Caracterización de un transductor paramétrico para emular el patrón acústico de neutrinos de energía ultra alta como calibrador del telescopio de neutrinos KM3Net

Abstract

The research group on Acoustics Applied to the Detection of Astroparticles of the UPV collaborates in the development of the KM3NeT neutrino telescope. Currently, an array calibrator is developed to emulate the acoustic pulse of the neutrino when it interacts with the water and calibrates the hydrophones of the telescope. Said pulse has the characteristic that being of a low frequency between 20 to 50 kHz, has a very narrow directivity pattern. In this work, a previous study with parametric signals is made that allows us to understand the generation of the parametric effect using a flat transducer. To characterise an element of the array calibrator by studying the linear and nonlinear magnitudes of directivity, attenuation and voltage variation, and presenting an adjustment value that shows the generation of the parametric effect, especially appreciable with the parametric sweep signals of long duration (1000 ¿s). Finally, a simulation of the behavior in directivity of the array of 5 elements is performed, hoping that from 100 m the entire array behaves as a single element.

El grupo de investigación en Acústica Aplicada a la Detección de Astropartículas de la UPV colabora en el desarrollo del Telescopio de neutrinos KM3NeT. Actualmente, se desarrolla un calibrador en forma de array para emular el pulso acústico del neutrino cuando este interactúa en el agua y calibrar así los hidrófonos del telescopio. Dicho pulso, tiene la característica que siendo de baja frecuencia entre los 20 a 50 kHz, presenta un patrón de directividad bastante estrecho. En este trabajo se realiza un estudio previo con señales paramétricas que permiten entender la generación del efecto paramétrico empleando un transductor plano. Para posteriormente, caracterizar un elemento del array calibrador estudiando las magnitudes lineales y no lineales de directividad, atenuación y variación de voltaje, y presentando un valor de ajuste que evidencia la generación del efecto paramétrico, especialmente apreciable con la señales sweep paramétricas de larga duración (1000 µs). Finalmente, se realiza una simulación del comportamiento en directividad del array de 5 elementos, esperando que a partir de los 100 m todo el array se comporte como un único elemento.