Simulación y diseño de un sensor acústico piezoeléctrico para detección de partículas

Abstract

Las cámaras de burbujas empleadas en los detectores para la detección de materia oscura, utilizan sensores piezoeléctricos con el fin de detectar y discriminar las señales acústicas emitidas por las burbujas, que se generan a partir de la interacción de partículas subatómicas con el fluido sobrecalentado, presente en el interior de dicha cámara. El grupo de Investigación en Acústica Aplicada a la Detección de Astropartículas de la UPV desarrolla un detector de partículas, cuyos sensores acústicos irán pegados a las paredes exteriores de la cámara, y sus resultados serán diseñados y presentados a lo largo de esta tesina. Con el objetivo de entender el comportamiento y optimizar el funcionamiento del sensor, se realizan tanto modelos analíticos y numéricos (simulados), así como pruebas experimentales para su caracterización. Los resultados de estos estudios permitirán tener un criterio de diseño para la construcción concreta de tales sensores.

Bubble chambers used in detectors for detecting dark matter use piezoelectric sensors in order to detect and discriminate the acoustic signals from bubbles growth in the superheated liquid when an interaction particle occurs. Meanwhile, the Research Group in Applied Acoustics to Astroparticles Detection from UPV develops a particle detector, whose acoustic sensors shall be attached to the outer walls of the chamber, which results will be designed and presented in this dissertation. In order to optimize the operation of the sensor, both analytical and numerical models (simulated), as experimental tests for characterization of sensors design were performed. The results of these studies allows a particular design criterion for the construction of such sensor