Paper LAGO

.ipynb_checkpoints/WCD_avances-checkpoint.ipynb

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+    "# Calibración del detector Cherenkov de agua"
+   ]
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+    "Jennifer Grisales\n",
+    "\n",
+    "Rafael Vinasco"
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+    "import matplotlib\n",
+    "import numpy as np\n",
+    "import matplotlib.pyplot as plt\n",
+    "import math\n",
+    "import csv, operator\n",
+    "import scipy.stats as st\n",
+    "from numpy import random\n",
+    "import pandas as pd\n",
+    "from datetime import datetime\n",
+    "from pandas import DataFrame as df\n",
+    "\n",
+    "matplotlib.pyplot.savefig\n",
+    "\n",
+    "%matplotlib inline  "
+   ]
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+    "### Descripción tomada de la página oficial:"
+   ]
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+    "Los detectores Cherenkov (WCD) juegan un rol importante en la física de altas energías y astropartículas. Algunos experimentos que usan esta tecnología son: IceTop/IceCube, Super Kamiokande, Pierre Auger y HAWC (High-Altitude Water Cherenkov Observatory). En este proyecto los estudiantes llevarán a cabo:\n",
+    "\n",
+    "1. la calibración del fotomultiplicador del WCD\n",
+    "2. su calibración de energía."
+   ]
+  },
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+    "## Calibración del PMT del detector\n",
+    "\n",
+    "Para el proceso de calibración del PMT del WCD el estudiante debe tomar 5 minutos de datos con un umbral de 100 mV para cada cambio del voltaje de polarización entre 500 a 900 con paso de 50. Luego se determina el voltaje de polarización óptimo mediante la gráfica de flujo (conteos/s) vs voltaje de polarización ubicando la zona de plateau."
+   ]
+  },
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+   "source": [
+    "## Calibración de la respuesta en energía depositada\n",
+    "\n",
+    "Una vez se determina el voltaje óptimo de polarización para el umbral de 100 mV procedemos a calibrar la respuesta en energía del WCD. Para ello establecemos el umbral y voltaje óptimo y adquirimos 1 hora de datos. Luego graficamos el histrograma de carga (area de cada pulso adquirido) y determinamos la joroba muónica. Sabiendo la altura del detector (50 cm) y la pérdida de energía del muón en agua determinamos la relación carga/energía de los muones verticales (VEM)."
+   ]
+  },
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+   "source": [
+    "El mu\\'on $\\mu$ es una part\\'icula elemental con carga el\\'ectrica igual al electr\\'on, que pertenece a la segunda generaci\\'on de leptones, de esp\\'in 1/2 y masa 206.77 veces mayor que el electr\\'on \\cite{Baz} y tiene asociada una antipart\\'icula el antimu\\'on ($\\mu^+$). \\'Esta part\\'icula tiene una vida media de $2,1969811 \\pm 0.0000022 $, $\\mu $s. Al ser inestable decae mediante los siguientes canales de decaimiento:\n",
+    "\n",
+    "\n",
+    "\\begin{equation}\n",
+    "e^{-} \\overline{\\nu}_{e} \\nu_{\\mu} \\approx 100\\%\\\\\n",
+    "\\end{equation}\n",
+    "\n",
+    "\\begin{equation}\n",
+    "e^{-} \\overline{\\nu}_{e} \\nu_{\\mu} \\gamma \\approx 1.4 \\pm0.4\\%\\\\\n",
+    "\\end{equation}\n",
+    "\n",
+    "\\begin{equation}\n",
+    "e^{-} \\overline{\\nu}_{e} \\nu_{\\mu}e^{+}e^{-}  \\approx 3.4 \\pm x10^{-5} \\pm0.4\\%\\\\\n",
+    "\\end{equation}\n",
+    "\n",
+    "Los muones tienen la propiedad de interactuar el\\'ectricamente con la materia; cuando un mu\\'on interact\\'ua con un medio como el agua ocurre un proceso com\\'unmente llamado \\textit{poder de frenado} que desemboca en la p\\'erdida de energ\\'ia de la part\\'icula en forma de fotones, estos fotones son llamados fotones \\textit{Cherenkov} los cuales pueden ser detectados por un fotomultiplicador. La energía depositada por un mu\\'on en el agua es alrededor de $\\approx 2 MeV$ $cm^{-1}$ \\cite{Dan}.\n",
+    "\n",
+    "## WCD\n",
+    "\n",
+    "Un detector Cherenkov de agua (WCD) es un instrumento que permite registrar el paso de part\\'iculas cargadas a trav\\'es de un volumen de agua usando el efecto de radiaci\\'on Cherenkov. El efecto Cherenkov es un tipo de radiaci\\'on que se produce por  el paso de part\\'iculas cargadas el\\'ectricamente entre un medio a velocidades superiores a las de la luz en ese medio\\cite{Dan}.\n",
+    "\n",
+    "Luego de la interacci\\'on del mu\\'on, los fotones producidos por este en el WDC llegan a un fotomultiplicador que por efecto fotoel\\'ectrico, son amplificados produciendo una se\\~nal anal\\'ogica detectable.\n",
+    "\n",
+    "Los detectores Cherenkov de agua (WCD) constan de un tanque de polietileno, en el interior del tanque se encuentra un contenedor cil\\'indrico construido a trav\\'es de un material no tejido de fibras de polietileno de alta densidad, bajo peso, alta resistencia al desgarro llamado Tyvec, el cual tiene la funci\\'on de contener el gas de fotones producidos por los muones por efecto Cherenkov. En la parte superior del tanque se ubica un tubo fotomultiplicador o PMT que detecta dichos fotones.\n",
+    "\n",
+    "La se\\~nal amplificada que sale finalmente del PMT es anal\\'ogica y es digitalizada por una targeta FPGA y los datos son almacenados en una computadora; dichos datos constan de dos archivos cada hora, uno de datos y uno de metadatos. Los datos contienen los registros en ADC de cada pulso por tres canales de disparo (.dat.bz2) y los metadatos consisten en informaci\\'on acerca del Id del detector, telemetr\\'ia del detector, datos atmosf\\'ericos de temperatura y presi\\'on y datos del GPS (.mtd.bz2)\n",
+    "\n",
+    "\n",
+    "Los detectores de la Colaboracion LAGO (WCD) registran el paso de partculas secundarias de una cascada de rayos c\\'osmicos que es traducido por la targeta digitalizadora como un pulso de voltaje de 12 bines, siendo la distancia temporal entre cada bin de 25 ns.\n",
+    "\n",
+    "El histograma de carga representa es la frecuencia con que se presenta un valor determinado de carga de las part\\'iculas registradas por el PMT, durante un determinado periodo de tiempo y el histograma de pico, representa la frecuencia con que se da el valor m\\'aximo de un pulso registrado. "
+   ]
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+    "# Calibración en energía del hitograma de "
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WCD_avances.ipynb

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