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O experimento ProtoDUNE é um protótipo de LArTPC (Liquid Argon Time Projection Chamber) construído para a realização de testes, análises de dados e desenvolvimento de possíveis melhorias no primeiro módulo do DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), experimento dedicado ao estudo da física de neutrinos. Seu volume total consiste em duas câmaras separadas por um plano catódico, paralelo a dois conjuntos de planos anódicos de fios localizados em cada lado, para reconstruir as trajetórias das partículas produzidas nas interações em três dimensões. Cada câmara é preenchida com argônio líquido e possui dimensões de 3,6 x 6,0 x 7,0 m³. A detecção de luz de cintilação nesse tipo de experimento de neutrinos permite a determinação do tempo de interação dos neutrinos, melhora na resolução de energia, além da localização geométrica de eventos de mais baixa energia. Os dispositivos usualmente utilizados para a medida de luz em experimentos de líquidos nobres são as tradicionais fotomultiplicadoras. Elas apresentam boa eficiência de conversão, linearidade e boa operacionalidade em condições de criogenia. No entanto, uma nova tecnologia de detectores de cintilação denominados ARAPUCAs são instalados no ProtoDUNE para propósitos de pesquisa e desenvolvimento. Esses dispositivos são uma alternativa proposta para detecção de luz no intervalo VUV que podem “capturar” até mesmo sinais de luz muito baixo e transmiti-los aos seus sensores, aumentando a área efetiva de detecção de fotomultiplicadoras de microcanais de silício (SiPMs). Eles consistem em uma cavidade com paredes internas altamente reflexivas, em que fótons podem refletir até atingir seus SiPMs. Esta caixa é formada por uma janela de aceite com duas camadas de wavelength-shifters e um filtro dicróico, que permite que fótons sejam convertidos para dentro da cavidade. Em particular, esses dispositivos apresentam vantagens para o emprego em experimentos que requerem um grande número de sensores e onde a instalação das tradicionais fotomultiplicadoras é inviável, devido ao custo e limitação mecânica. Este projeto foi dedicado ao estudo da resposta eletrônica de um protótipo deste dispositivo, a partir da implementação de uma simulação dos seus sinais eletrônicos, considerando os estágios físicos da leitura.

Detetores, cintilação, partículas