El proyecto Auger Scintillators for Composition - II (ASCII) se llevó adelante en el laboratorio Detección de Partículas y Radiación entre el 2010 y el 2016. Como resultado se eligió para la mejora del Observatorio Pierre Auger y se están instalando 1600 detectores centelladores de superficie (proyecto SSD) con un diseño basado en ASCII.
Auger Scintillators for Composition - II (ASCII)
ASCII es un proyecto de detector de centelleo de bajo consumo, baja complejidad y bajo costo, que fue propuesto por miembros del laboratorio para mejorar las mediciones del Observatorio Pierre Auger en su fase posterior al 2015. Compitió con 4 otras propuestas de miembros de la colaboración internacional y fue elegido en la reunión de Noviembre 2014 por el Collaboration Board de Auger.
ASCII consiste en ubicar un detector de centelleo a la par de cada detector Cherenkov en agua del Observatorio. Permite asi proveer información complementaria sobre las cascadas de partículas detectadas, y en particular sobre el rayo cósmico originario.
El modo de detección se basa en unas barras centelladoras con fibra óptica, redirigidas a un tubo fotomultiplicador único. Este fototubo está controlado y leido por la misma electrónica de los detectores de superficie del Pierre Auger.
Al comparar la señal medida en los detectores Cherenkov de Auger, muy sensibles a la parte muónica de la cascada, y la de ASCII, muy sensible a la parte electromagnética de la misma, uno puede poder discriminar entre cascadas con fuerte componente muónica (iniciadas por núcleos pesados) de las otras (iniciadas por protones o núcleos livianos).
El proyecto se está desarrollando en diferentes etapas:
- nano-ASCII, un detector de 0.25m2 operado entre Noviembre 2010 y Enero 2012
- micro-ASCII, un detector de 2m2 operado de manera autónoma entre Noviembre 2013 y Febrero 2014
- milli-ASCII, 7 detectores de 2m2 operados de manera simultánea desde Marzo de 2014
- ASCII-SiPM, donde se usaron los ASCII para probar un sistema de lectura en base a SiPM, empezando en Noviembre 2015
- ASCII, renombrado SSD, el Scintillator Surface Detector, plantea la instalación de 1660 detectores, empezando en 2016
A continuación se muestran algunas fotos y algunos gráficos obtenidos en cada etapa.
Nano-ASCII
Nano-ASCII, un detector de 0.25m2 de superficie leido por un fototubo Hamamatsu R1463 de 1/2". Fue colocado encima de un detector de Auger (Cuixart) en Noviembre del 2010 y estuvo midiendo por más de un año.
Manuel González trabajó con este detector en el 2012 para su trabajo de tesis de maestría: Caracterización de un detector de centelleo para determinación de composición de rayos cósmicos primarios en el Observatorio Pierre Auger.
Micro-ASCII
Micro-ASCII, un detector de 2m2 de superficie con sistema de lectura de datos autónoma, permitiendo una precisa calibración del detector, y con el cual se observaron cascadas de baja energía entre Noviembre 2013 y Febrero 2014.
Milli-ASCII
Milli-ASCII, siete detectores de 2m2 de superficie conectados a sus respectivos detectores Cherenkov en agua. Los detectores están en operación desde Marzo 2014. En Julio 2014 se movió uno de los 7 detectores ASCII al lado de otro, permitiendo tener 5 detectores con ASCII de 2m2, y un ASCII doble de 4m2.
ASCII-SiPM
ASCII-SiPM permitió demostrar la factibilidad de usar SiPM para leer el detector de centelleo. Presenta la ventaja de poder contar los fotones de manera individual (cada pico en los histogramas corresponde a un fotón), y así seguir la calidad óptica del modulo, verificando que la cantidad de fotones por MIP no cambia en el tiempo.