{"id":28117,"date":"2017-12-18T12:34:24","date_gmt":"2017-12-18T16:34:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ing.una.py\/?p=28117"},"modified":"2024-09-13T13:53:18","modified_gmt":"2024-09-13T17:53:18","slug":"se-presento-en-la-fiuna-tesis-de-maestria-en-ingenieria-electronica-del-ing-claudio-chavez-blanco","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ing.una.py\/FIUNA3\/?p=28117","title":{"rendered":"Se present\u00f3 en la FIUNA Tesis de Maestr\u00eda en Ingenier\u00eda Electr\u00f3nica del Ing. Claudio Ch\u00e1vez Blanco"},"content":{"rendered":"

\u00a0Ing. Claudio Rodrigo Ch\u00e1vez Blanco<\/strong>\u00a0present\u00f3 exitosamente su Defensa de Tesis de Maestr\u00eda en Ingenier\u00eda Electr\u00f3nica de la\u00a0Facultad de Ingenier\u00eda de la Universidad Nacional de Asunci\u00f3n (FIUNA)<\/strong>,\u00a0titulada\u00a0\u201cDesarrollo de software de procesamiento y reconstrucci\u00f3n de im\u00e1genes a partir de se\u00f1ales digitales de dispositivos de carga acoplada por medio de doble muestreo correlacionado\u201d<\/strong><\/em>. Recibiendo as\u00ed el t\u00edtulo de M\u00e1ster en Ingenier\u00eda Electr\u00f3nica con \u00e9nfasis en Electr\u00f3nica de Potencia.<\/strong>\nDesde su creaci\u00f3n, los dispositivos de acoplamiento de carga o Charge Coupled Devices<\/em>\u00a0(CCD) se han usado en la detecci\u00f3n de im\u00e1genes tanto para aplicaciones comerciales, como tambi\u00e9n para observaciones astron\u00f3micas. Desde los a\u00f1os 80, todos -o casi todos- los telescopios alrededor del mundo utilizan estos detectores en su plano focal a fin de obtener las im\u00e1genes de forma digital debido a sus ventajas en t\u00e9rminos de eficiencia cu\u00e1ntica, formato, y sobre todo bajo nivel de ruido electr\u00f3nico.\nActualmente, con el desarrollo de la tecnolog\u00eda CMOS, los CCDs est\u00e1n perdiendo su atractivo para aplicaciones comerciales, aunque todav\u00eda son sensores de vanguardia para im\u00e1genes astron\u00f3micas debido a su tama\u00f1o, eficiencia y bajo nivel de ruido. A pesar de esto, todav\u00eda existen avances significativos en el desarrollo de la tecnolog\u00eda de CCD, lo que permite que cada a\u00f1o los cient\u00edficos e ingenieros encuentren aplicaciones, como por ejemplo, en la instrumentaci\u00f3n necesaria para las nuevas generaciones de grandes telescopios. En ese contexto, y usando como ejemplo, para el estudio de las im\u00e1genes detectadas por el telescopio del experimento Dark Energy Survey <\/em>(DES) en el cerro Tololo en Chile, se desarrollaron detectores m\u00e1s gruesos, permitiendo que sean m\u00e1s voluminosos y con mayor masa.\nEl hecho de que estos sensores sean masivos y con ruido extremadamente bajo los convierte en candidatos ideales para ser usados como detectores de part\u00edculas de baja energ\u00eda, sobre todo en procesos donde se necesite que el umbral de detecci\u00f3n sea el menor posible. Al presentar estas cualidades excepcionales para un detector, un grupo del Silicon Detector Facility del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), juntamente con otros cient\u00edficos, decidieron utilizar estos detectores en la b\u00fasqueda de Materia Oscura (MO) de baja masa, creando as\u00ed el experimento DAMIC (Dark Matter in CCDs). Actualmente el experimento est\u00e1 tomando datos en el laboratorio de SNOLAB localizado a 2000 m de profundidad en la mina Craighton en Sudbury, Canad\u00e1.\nSi se puede medir la energ\u00eda de los n\u00facleos de los \u00e1tomos que componen el CCD que retrocedieron despu\u00e9s del choque con la hipot\u00e9tica materia oscura (en un proceso conocido como retroceso nuclear), entonces se puede saber la masa de los objetos que participaron en la colisi\u00f3n, lo que permitir\u00eda conocer la masa de la MO. \u00a0Recientes resultados experimentales y desarrollos te\u00f3ricos sugieren la existencia de una part\u00edcula de MO con masa por debajo de 10 GeV, tal part\u00edcula escapar\u00eda a la mayor\u00eda de las b\u00fasquedas directas debido a que la electr\u00f3nica utilizada por los grandes experimentos poseen umbrales para la detecci\u00f3n de retrocesos nucleares elevados, impidiendo obtener informaci\u00f3n en las regiones de baja masa como lo hace DAMIC.\nPero no s\u00f3lo se pueden usar estos detectores para medir la materia oscura, sino tambi\u00e9n cualquier colisi\u00f3n entre part\u00edculas donde la transferencia de energ\u00eda al n\u00facleo sea peque\u00f1a, como es el caso de la colisi\u00f3n coherente entre el neutrino y el n\u00facleo de Silicio del CCD. Este proceso nunca ha sido observado hasta el momento en eventos de neutrinos de bajas energ\u00edas, debido a que las se\u00f1ales obtenidas de esta manera no pueden distinguirse del ruido electr\u00f3nico.\nAprovechando que los CCDs pueden medir este tipo de se\u00f1ales muy peque\u00f1as, el mismo grupo propulsor del experimento DAMIC, cre\u00f3 el experimento CONNIE (Coherent Neutrino Nucleon Interaction Experiment) donde se busca medir la colisi\u00f3n coherente de neutrinos generados en un reactor nuclear, con los n\u00facleos de silicio que componen el CCD. Este experimento se est\u00e1 llevando a cabo en las inmediaciones del reactor Angra II que opera en la Central Nuclear Almirante \u00c1lvaro Alberto en el estado de Rio de Janeiro, Brasil.\nSi bien estos sensores son relativamente masivos, se necesita una buena cantidad de detectores para aumentar la probabilidad de interacci\u00f3n entre los n\u00facleos de Silicio del CCD, tanto con los neutrinos, como con la Materia Oscura.\nPara elevar la probabilidad de interacci\u00f3n se necesita colocar cada vez m\u00e1s detectores dentro de los sistemas experimentales, lo que ocasiona que la electr\u00f3nica de lectura de datos de los CCDs se complique cada vez m\u00e1s, ya que habr\u00e1 que sincronizar y manipular varios sensores en forma simult\u00e1nea.\nCon este trabajo de maestr\u00eda se busca generar una herramienta de software que sirva para el estudio, an\u00e1lisis y optimizaci\u00f3n del hardware del sistema de adquisici\u00f3n de datos a ser utilizado en las futuras modernizaciones (o upgrades<\/em>) de ambos experimentos. Para esto, se va a utilizar la salida de la se\u00f1al bruta del circuito de lectura de un CCD, que ser\u00e1 digitalizada con alta tasa de muestreo, y almacenada en disco, para hacer estudios sobre los ruidos correlacionados, optimizaci\u00f3n de filtros y m\u00e9todos de c\u00e1lculo de pixeles en la se\u00f1al.\nAnte estos requerimientos, se cre\u00f3 un software en c\u00f3digo C++\/ROOT con el que se pudo procesar y reconstruir las im\u00e1genes generadas en un CCD, y donde se le incorporo varias opciones de filtrado a fin de demostrar la utilidad y el f\u00e1cil uso de esta herramienta. Se compar\u00f3 la performance de los algoritmos para distintas variaciones de la se\u00f1al de forma a garantizar su funcionamiento dentro del rango de condiciones esperadas.\nEsta herramienta ayudar\u00e1 al proceso de mejora de las tarjetas de adquisici\u00f3n, como el proceso de filtrado en tiempo real, m\u00e9todos de c\u00e1lculo de pixel, etc., ya que -en base a los resultados obtenidos con esta herramienta- se podr\u00e1n introducir estas mejoras en el \u00a0firmware<\/em> de los FPGAs que controlan dichas placas.\n ]]> \t<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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