El Problema
Los fotomultiplicadores tradicionales es una de las pocas tecnologías que no han evolucionado significativamente de la época de los tubos de vacío después del boom de los dispositivos de estado sólido hechos en base a semiconductores, principalmente de silicio.
Además, estos presentan varios inconvenientes, como su gran tamaño en comparación a su contraparte de silicio, y de ser afectados por el campo magnético de los calorímetros donde se encontrarán operando, donde se instalan unas guías de luz en una disposición de codos para prevenir la interferencia electromagnética, lo que disminuye muchísimo su eficiencia.
Figura 1: Fotomultiplicador de Tubos al Vacío conectado a un Scintillator.
Figura 2: Disposición de las Guías de Luz para reducir interferencia EM.
La Solución
Se creará un software que caracterizará en condiciones lo más cercanas a la realidad, el funcionamiento de las guías de luz para demostrar su ineficiencia basados en datos estocásticos simulados en tiempo real de como viajarían las ondas de luz a través de las guías.
Por otro lado se probará la factibilidad de cambiar la tecnología actual por fotomultiplicadores de silicio SiPM los cuales ofrecen varias ventajas competitivas, la más importante de ellas es que son inmunes a la interferencia EM por lo que ya no habría necesidad de guiar los fotones de forma de reducir la interferencia, obteniendo un aumento significativo de eficiencia, además de ser dispositivos de menor tamaño y sin partes móviles, lo que los hace mucho más duraderos.
Sin embargo, su mayor problema es su caracterización, debido a que se comportan de forma similar, pero cada SiPM tiene una propia curva característica, por lo que el hardware que analice los datos debe tener en cuenta este factor antes de interpretar los datos.
Para lo cual se simulará también el funcionamiento de los SiPM en condiciones cercanas a las reales con la finalidad de encontrar sus curvas características y la región de operación más lineal para trabajar.