https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20258| File | Description | Size | Format | |
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| luangomesmatosinhosdecarvalho.pdf | 10.03 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Title: | Characterization and simulation of photomultiplier tube signals for the CYGNO experiment |
| Author: | Carvalho, Luan Gomes Matosinhos |
| First Advisor: | Nobrega, Rafael Antunes |
| Second Advisor: | Cerqueira, Augusto Santiago |
| Co-Advisor: | Souza, David de Melo |
| Resumo: | O experimento CYGNO emprega técnicas de leitura óptica em detectores gasosos para aumentar a sensibilidade na busca direta por matéria escura. Um componente crítico desse método de detecção é a caracterização e simulação precisa dos sinais de tubos fotomultiplicadores (PMT). Os PMTs desempenham um papel fundamental na reconstrução tridimensional da trajetória da partícula, o que é crucial para determinar a direcionalidade do evento, e servem como um parâmetro para estimativa de energia e seleção de eventos. Neste contexto, o desenvolvimento de uma simulação permite a exploração de diferentes configurações experimentais, incluindo condições que podem ser desafiadoras de reproduzir em laboratório. Este estudo apresenta uma metodologia para modelar sinais de PMTs, caracterizando respostas de fotoelétrons individuais, analisando contribuições de ruído eletrônico e validando a simulação por meio de análise comparativa com dados experimentais. Utilizando a configuração experimental do CYGNO, avaliamos propriedades do sinal, como ganho, densidade espectral de ruído e características temporais, garantindo a confiabilidade das formas de onda simuladas. Os resultados demonstram uma forte correlação entre os sinais simulados e reais, confirmando a eficácia do modelo desenvolvido na reprodução de observações experimentais. |
| Abstract: | The CYGNO experiment employs optical readout techniques in gaseous detectors to enhance sensitivity in direct dark matter searches. A critical component of this detection method is the precise characterization and simulation of photomultiplier tube (PMT) signals. The PMTs play a fundamental role in the three-dimensional reconstruction of the particle’s trajectory, which is crucial for determining event directionality, and serve as a parameter for energy estimation and event selection. In this context, the development of a simulation allows the exploration of different experimental configurations, including conditions that may be challenging to reproduce in the laboratory. This study presents a methodology for modeling PMT signals by characterizing single photoelectron responses, analyzing electronic noise contributions, and validating the simulation through comparative analysis with experimental data. By leveraging the CYGNO experimental setup, we evaluate signal properties such as gain, noise spectral density, and time characteristics, ensuring the reliability of the simulated waveforms. The results demonstrate a strong correlation between simulated and real PMT signals, confirming the effectiveness of the developed model in reproducing experimental observations. |
| Keywords: | Detecção de matéria Dark matter detection Experimento de física de partículas Particle physics experiment Tubo fotomultiplicador Photomultiplier tube Análise de rúido Noise analysis Simulação de sinal Signal simulation |
| CNPq: | CNPq: Engenharias: Engenharia Elétrica |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Institution Initials: | UFJF |
| Department: | Faculdade de Engenharia |
| Access Type: | Acesso Restrito |
| Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20258 |
| Issue Date: | 18-Mar-2025 |
| Appears in Collections: | Engenharia Elétrica - Sistemas Eletrônicos -TCC Graduação |
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