Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Fondo de fotones Cherenkov para detectores de silicio de ultra bajo ruido en el espacio |
| Autor: | Gaido, Manuel Estanislao |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Publicación en la web: | 2025-06-12 |
| Fecha de defensa: | 2024-08-30 |
| Fecha en portada: | Agosto 2024 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Físicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Física |
| Director: | Tiffenberg, Javier Sebastian |
| Director Asistente: | Drlica Wagner, Alex |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000212_Gaido |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nFIS000212_Gaido.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nFIS000212_Gaido |
| Ubicación: | Dep.FIS 000212 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Gaido, Manuel Estanislao. (2024). Fondo de fotones Cherenkov para detectores de silicio de ultra bajo ruido en el espacio. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000212_Gaido |
Resumen:
La búsqueda de señales de vida en sistemas extrasolares mediante imágenes directas y espectroscopía requería sensores con la sensibilidad necesaria para detectar señales producidas por unos pocos fotones. Los dispositivos de carga acoplada de silicio, como el Skipper CCD, han demostrado la capacidad de detectar y medir fotones individuales, desde longitudes de onda infrarrojas hasta ultravioletas, convirtiéndolos en candidatos para estas misiones. En este contexto, estudiamos la radiación Cherenkov como fuente de ruido de baja energía, producida por partículas de alta energía que atraviesan los detectores. Si bien es un fenómeno conocido, su importancia en observaciones espaciales permanece relativamente inexplorada, dada la baja energía del espectro de emisión en silicio. Antes del desarrollo de detectores con resolución sub-electrónica, los eventos producidos por fotones Cherenkov no eran distinguibles del ruido de lectura. En el entorno de alta radiación cósmica del espacio, una elevada cantidad de radiación ionizante atraviesa el detector en cada exposición, produciendo trazas que van acompañadas de halos de fotones de baja energía generados por radiación Cherenkov. Este fenómeno adquiere especial importancia en observaciones con regímenes de baja iluminación, donde la señal esperada es comparable al ruido total, un escenario que se preveé para futuras observaciones de sistemas extrasolares. Presentamos una herramienta para simular las trazas de alta energía y la emisión de radiación Cherenkov en detectores de silicio. Validamos el modelo desarrollado con imágenes tomadas en el laboratorio por un Skipper CCD y luego reproducimos el ambiente de radiación al que se enfrentaría un detector en observaciones espaciales. Finalmente, estimamos el ruido de fondo residual inducido por la radiación Cherenkov, que resulta ser comparable a otros fondos del detector y de origen astrofísico previamente considerados.
Abstract:
The search for signs of life in extrasolar systems through direct imaging and spectroscopy will require sensors with the sensitivity necessary to detect signals produced by only a few photons. Silicon charge-coupled devices, such as the Skipper CCD, have demonstrated the ability to detect and measure individual photons, from infrared to ultraviolet wavelengths, making them candidates for these missions. In this context, we study Cherenkov radiation as a source of low-energy noise, produced by high-energy particles passing through the detectors. While it is a well-known phenomenon, its significance in space observations remains relatively unexplored, given the low energy of the emission spectrum in silicon. Before the development of detectors with sub-electronic resolution, events produced by Cherenkov photons were indistinguishable from readout noise. In the high cosmic radiation environment of space, a significant amount of ionizing radiation passes through the detector in each exposure, producing tracks accompanied by halos of low-energy photons generated by Cherenkov radiation. This phenomenon becomes especially important in low-light observation regimes, where the expected signal is comparable to the total noise, a scenario anticipated for future observations of extrasolar systems. We present a tool to simulate high-energy tracks and Cherenkov radiation emission in silicon detectors. We validate the developed model with images taken in the laboratory by a Skipper CCD and then reproduce the radiation environment that a detector would face in space observations. Finally, we estimate the residual back ground noise induced by Cherenkov radiation, which turns out to be comparable to other detector and astrophysical backgrounds sources previously considered.
Citación:
---------- APA ----------
Gaido, Manuel Estanislao. (2024). Fondo de fotones Cherenkov para detectores de silicio de ultra bajo ruido en el espacio. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000212_Gaido
---------- CHICAGO ----------
Gaido, Manuel Estanislao. "Fondo de fotones Cherenkov para detectores de silicio de ultra bajo ruido en el espacio". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2024.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000212_Gaido
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