Preliminary study of the angular dependence on light detection efficiency for the KM3NeT DOM

Abstract

KM3NeT es una colaboración internacional que está construye un observatorio de neutrinos a escala km3 que se está desplegando en el mar Mediterráneo. El observatorio utiliza la misma tecnología en dos sitios diferentes, con los detectores ARCA y ORCA, implementando detectores a gran escala para el estudio del flujo de neutrinos de alta energía y la determinación de la jerarquía de masa de neutrinos, pero también permite estudios para las Ciencias de la Tierra y las Ciencias del Mar. Los detectores están formados por grandes conjuntos de miles de sensores ópticos capaces de detectar la luz de Cherenkov inducida por la interacción de los leptones con el medio. Dichos arreglos consisten en líneas verticales llamadas Unidades de Detección (DU) que contienen 18 módulos ópticos digitales (DOM). El DOM es una esfera de vidrio de 17 pulgadas que es resistente a la presión y alberga los 31 tubos fotomultiplicadores de 3 pulgadas (PMT) que son el sensor óptico. El principio de funcionamiento de los PMT se basa en el efecto fotoeléctrico externo, donde los fotones golpean un fotocátodo en la ventana de entrada y produce electrones por emisión secundaria. El propósito de esta investigación experimental es estudiar la respuesta de PMT en términos de eficiencia, aceptación angular y tamaño de la señal. Estas propiedades se estudian con la ayuda de una configuración que consiste en un DOM dentro de un "acuario" lleno de agua, buscando emular las condiciones de operación de cerca. Los resultados de este estudio han proporcionado una mejor comprensión del comportamiento de los PMT que juegan un papel crucial en la reconstrucción del evento en KM3NeT, la detección de neutrinos y, por lo tanto, en el éxito de sus programas de ciencias.