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Estudo das interações das partículas carregadas em argônio líquido
Franciole Marinho, Gabriel Rinhel de Oliveira

Última alteração: 2021-03-18

Resumo


O experimento DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) tem como objetivo estudar as partículas produzidas em interações quando um feixe de neutrinos atravessa um volume de argônio líquido presente em uma LArTPC (Liquid Argon Time Projection Chamber). O choque das partículas carregadas eletricamente produzidas pela interação do feixe com os átomos de argônio, causa uma transferência de parte de sua energia a cada interação, bem como o depósito de uma parte dessa quantidade no material criogênico durante o seu trajeto. Essa energia perdida normalmente ocorre em interações de ionização e excitação do argônio líquido de forma que a observação das cargas elétricas e de luz de cintilação geradas no criostato permite a análise desse tipo de evento. Essa observação é geralmente realizada com a coleção das cargas elétricas através do uso de planos anódicos e um campo elétrico intenso (~500V/cm) aplicado no volume sensível do experimento enquanto a luz se propaga naturalmente no volume atingindo detectores sensíveis a luz VUV (~128nm). Esse projeto teve como objetivo o estudo das características das interações que ocorrem, quais partículas secundárias são produzidas e como se dá a distribuição da energia depositada quando da passagem de elétrons e múons pelo criostato e foi realizado através do uso de uma simulação de Monte Carlo. Essas partículas carregadas são comumente produzidas nesse tipo de experimento. Além da caracterização da distribuição energética ao longo do criostato também foi verificado que elétrons com energia inicial da ordem de 6 GeV dão origem a chuveiros eletromagnéticos com comprimentos da ordem de ~2m e de dimensões transversais de dezenas de centímetros enquanto o depósito de múons igualmente energéticos são concentrados em torno de uma trajetória mais longa e delgada atravessando todo o criostato.