DETECTORES DE PARTICULAS

Autor: AGUILÓ CHIVITE ERNEST.
Año: 2004.
Universidad: BARCELONA [www.ub.es].
Centro de lectura: FACULTAD DE FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA UNIVERSIDAD DE BARCELONA.

Resumen: La tesis se ha desarrollado en el grupo de Barcelona del futuro experimento LHCB,que está a cago , entre otras tereas,dela electrónica del subdetectal SPD.Este es un plano de celdas de centelleador que permitirá distinguir entre electrones y fotones en el primer nivel de trigger .En esta tesis se ha simulado la forma temporal del señal del SPD ,que es más ancha , que 25ms (el periodo de integración de la electrónica de LHCB), ya que ésta afectará a los siguientes periodos de 25ms.La simulación ha sido ajustada con datos experimentales de mayor cósmicos.Una vez entendido su señal del SPD ha sido usado para mejora el trigger de electrones y de fotones.La mejora ha sido de un 10% y de un 20% respectivamente .Finalmente se han mejorado las medidas , así como la determinación de sus errores ,en la reconstrución del canal bd-j/4(e + e)Ks , canal utilizado para mejorar el trigger de electrones, mediante la recuperación dela energía irreconstruible radiada por el par e+e con un ajuste de su vértice forzado a la masa del j/4 y modificando las matrices de covariancia de los momentos del par.

Autor: KNASTER REFOLIO JUAN RAMÓN.
Año: 2004.
Universidad: POLITÉCNICA DE MADRID [www.upm.es].
Centro de lectura: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: El colisionador de protenes actualmente en construcción en el CERN llamado LHC (Large Hadron Collider) se convertirá en el más potente acelerador jamas construido con una energía por protón de 7 TeV. Se prevé que esta en operación en 2007. Constará de 4 grandes experimentos uno de los cuales, LHCb, se dedicará a la investigación de la violación CP. Los requerimientos de la cámara de vacío de los experimentos en colisionadores de partículas son muy especiales. La presente tesis doctoral, en una primera parte, hace un análisis histórico de la evolución en los diseños desde el nacimiento de los colisionadores a principios de los 70 describiendo dichos criterios pormenorizadamente. En una segunda parte, se describe la implementación de los mismos en el diseño de la cámara de vacío del experimento LCHb, explicando los desarrollos realizados. La camara de vacío que se instalara tiene una forma biconica (25 y 10 mrad) de 12 m de berilio de 1 a 2.4mm de espesor, constará de compensadores metálicos de aluminio, bridas de ultra-alto vacio de aluminio específicamente diseñadas y una ventana esférica de 850 mm de diámetro fabricada en alumnio. La radiación de fondo generada por el presente diseño se reduce en un factor 5 con respecto a la cámara de vacío inicialmente considerada.

Autor: LLosá Llácer Gabriela.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA [www.uv.es].
Centro de lectura: Facultad de Física, Universitat de València.
Centro de realización: Faculatad de Física, Universitat de València.

Resumen: El nivel de desarrollo alcanzado por los detectores de silicio con motivo de su aplicación en experimentos de altas energías a lo largo de los últimos 30 años hace que sea posible su aplicación a otras disciplinas, como es el caso de la física médica. El empleo de detectores de silicio en este campo permite el desarrollo de una técnica conocida como método Compton de formación de imágenes, en que los colimadores mecánicos utilizados en SPECT son reemplazados por detectores de silicio. Los fotones sufren dispersión Compton en el silicio (detector de dispersión), y son posteriormente absorbidos en un centelleador. De este modo se evita la relación inversa entre la resolución y la eficiencia asociada a los colimadores mecánicos, y permite la mejora de ambas simultáneamente. Es de particular interés la aplicación de esta técnica a la construcción de una sonda prostática. el cáncer de próstata es uno de los más frecuentes entre los varones. Sin embargo, las técnicas comunmente utilizadas para la detección de tumores, que dan excelentes resultados en otros tipos de cáncer, no son adecuadas en este tipo de cáncer. Una sonda Compton permitiría mejorar en un factor 5 la resolución espacial de los métodos empleados en la actualidad, y la eficiencia en un fctor 40 según las simulaciones realizadas. Se ha llevado a cabo la construcción de un primer prototipo de una sonda prostática. El detector de dispersión está compuesto por cinco módulos de silicio, equipados con sensores de 1 mm de grosor. Como detector de absorción se han utilizado tres módulos centelleadores de Nal(TI) situaddos a ambos lados y debajo. El análisis de los datos y la reconstrucción de las imágenes permite obtener la resolución del prototipo. Se ha verificado la mejora de la resolución para ángulos de dispersión bajos, mayor distancia del sector de dispersión al de absorción, y mayor energía del fotón incidente. Se ha obtenido una resolución espacial de 5mm FWHM para fotones de 356 keV emitidos a una distancia de 12 cm del detector de dispersión, que supera la de los métodos empleados en la actualidad. Las simulaciones realizadas predicen una gran mejora en la resolución cuando la fuente se sitúa cerca del detector de dispersión.

Autor: Fernández Tomás María Magdalena.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA [www.uv.es].
Centro de lectura: Facultad de Física, Universitat de València.
Centro de realización: Facultad de Física, Universitat de València.

Resumen: Se ha desarrollado, optimizado y evaluado clínicamente una mini cámara gamma portátil. Aunque nos hemos centrado en el campo del diagnóstico en medicina nuclear a partir de estudios de órganos pequeños, ésta encuentra aplicaciones en otros campos como la industria o la radiofarmacia. El dispositivo tiene unas dimensiones, peso y campo de visión reducidos. Las principales ventajas con respecto al resto de mini cámaras gamma existentes están en que la electrónica está completamente integrada en el cuerpo de la cámara y en que la vía de comunicación con la computadora y la alimentación se realizan a través de puerto USB. Todas estas características la hacen completamente portátil. Con todo ello, los parámetros que describen su comportamiento importantes para el buen funcionamiento clínico del dispositivo son comparables o han sido mejorados respecto a los de otras cámaras gamma. En el trabajo se muestra: - el diseño del dispositivo y la justificación del mismo, del que cabe destacar que se basa en un PSPMT, un cristal centelleador y continuo y colimadores tipo pinhole de diferentes aperturas - el desarrollo y la automatización del método de calibración y la validación de este a partir de varias cámaras de similares características - la caracterización del sistema a partir de la adaptación de los protocolos de aceptación (Norma Europea UNE-EN 60789) y control de equipamiento (Real Decreto RD 1841/1997) establecidos en Medicina Nuclear. - la realización de estudios de caracterización adicionales en cuanto a sensibilidad, resolución extrínseca y diámetros efectivos de colimador o uniformidad - la validación clínica de la cámara a partir de medidas con pacientes, su diseño y su software.

Autor: Lerche Christoph Werner.
Año: 2005.
Universidad: VALENCIA [www.uv.es].
Centro de lectura: Facultad de Física, Universitat de València.
Centro de realización: Facultad de Física, Universitat de València.

Resumen: Se ha desarrollado un método innovador para medir la profundidad de interacción de rayos-gamma en cristales de centelleo gruesos y continuos. La nueva técnica consiste en estimar este parámetro usando la anchura de la distribución de luz de centelleo en los cristales que es detectada por un fotomultiplicador. Para su medida rápida y sencilla se ideó una modificación de muy bajo coste de los circuitos convencionales de división de carga que se usan con gran frecuencia para la determinación de la posición del impacto en detectores de rayos-gamma para la Medicina Nuclear. Se presentaron medidas con un detector real, basado en un cristal de LSO de dimensiones de 42mm X 42mm X 10mm y un fotomultiplicador H8500 de Hamamatsu Photonics. La respuesta del detector consiste en los tres momentos no-triviales y el momento trivial. El momento trivial representa normalmente la energía del impacto y los momentos no-triviales son los centroides y el segundo momento. Los experimentos muestran que los centroides no están afectados por la medida del momento adicional. La resolución media en estos momentos es menor al 5 %. En los experimentos se observó una resolución energética media del 25 % con el valor mínimo en el centro del 17 % y el valor máximo en una de las esquinas del 70 %. Se presentó un algoritmo para la reconstrucción de la posición de impacto real a partir de los momentos. Para este fin se usó un modelo analítico de la distribución de señal, que se verificó experimentalmente. Para los tres momentos no triviales se observó que las predicciones del modelo reproducen muy bien las medidas de estos momentos. Las desviaciones siempre estaban por debajo del 11 %, excepto para el momento trivial. En este último caso, las desviaciones siempre estaban por debajo del 25 %. Se usó el modelo para predecir el comportamiento del detector en 40000 diferentes posiciones de impacto. Los resultados para los dos centroides y el segundo momento se interpolaron con ordenes 12 para las componentes transversales y con orden 5 para la componente normal. Se usó la inversa de Moore-Penrose en conjunto con las 40000 posiciones de impacto para obtener una matriz del detector que permite la reconstrucción de la posición de impacto de los momentos medidos con el circuito de división de carga mejorado. La resolución espacial del detector era en este caso de 1.9 mm para las dos dimensiones transversales y de 3.9 mm para la profundidad de interacción. Esto presenta una mejora sustancial con respecto a la resolución del detector obtenido usando los momentos (3.4 mm y 4.9 mm) para las mismas coordenadas. Especialmente el resultado para la resolución en profundidad es muy importante, ya que existen muy pocos métodos que llegan a esta resolución. No obstante, no se consiguió corregir por completo la no-linealidad de la posición con este método. Con los valores mencionados aquí, se obtuvo una no-linealidad residual de aproximadamente el 10 %. La resolución espacial y tridimensional que se obtiene por ahora con el método presentado tampoco era suficiente para reconstruir la energía real a partir del momento trivial con la información de los momentos no-lineales.

Autor: BEDOGNI ROBERTO.
Año: 2005.
Universidad: AUTÓNOMA DE BARCELONA [www.uab.es].
Centro de lectura: UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de realización: UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BARCELOAN Y INFN - FRASCATI (ITALIA).