copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B

0:01

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

ens interessa tots els condicionaments físics, així com els accelerants d'aquestes partícules. Al final us donaré algunes pinzellades de novetats recents en aquest camp d'investigació i després algunes recomanacions per l'actuació que continuï. Bé, començem a veure què són aquests us còsmics. Espera que aquí, al xat, que no em fa falta.

0:14

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

No ho veig. Una de les definicions que tenim de rajos còsmics ve de la Premi Nobel, de la Premi Nobel, que bàsicament els definia com una mena de pluja incident per sobre de la nostra atmosfera, que està composada de partícules. Per tant, la primera sorpresa és perquè els diem rajos còsmics, si en el fons són partícules. Còsmic, òbviament, fa referència al fet que tenen origen extraterrestre, més enllà del nostre planeta. I rajos és el que s'ha de donar en un misnomer, perquè en el seu moment no se sabia que això fossin partícules. És un accident, diguem històric, que després, però, va resultar que tan lluny de la realitat no anava, perquè també hi ha rajos còsmics, que són fotons, fotons de molt alta energia. I veurem per què els die

0:41

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Llavors, això va començar així una mica fort, aquesta diapositiva d'aquí expressa per què l'estudi de les ràgios còsmics són importants i fins a quin punt, quina és l'extracció que, per exemple, dins de la nostra galàxia tenen en termes de massa energia i per què són importants d'estudiar. Us he dit que era una pluja que venia d'un origen extraterrestre, que arribava a la nostra atmosfera. Aquesta pluja la podem definir amb un flux de partícules, és a dir, el nombre de partícules que arriben a una certa energia, per tant, quan miro quantes partícules m'arriben, quan m'agafo caixetes, m'afon pèrbals d'energia i miro quantes m'arriben a cadascuna d'elles, per unitat angla sòlid, perquè resulta

1:11

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

resulta que no segueixen típicament una distribució tèrmica que vol dir que si jo tinc un gas amb una certa temperatura i vaig a mirar quina és l'energia que té cadascuna d'aquestes partícules, doncs es distribués típicament, com que ja sabem, una eeuciana, que vol dir la majoria té una certa energia i llavors hi ha unes ales d'aquesta eeuciana d'algunes que van més lentes o d'algunes que van més ràpides. Això seria una distribució tèrmica. Els rajos cósmics no. Els rajos cósmics té una distribució que se diu llei de potències, fixeu-vos en aquest terme, que hi ha una certa constant, que és la que ens diu aquí en tenim 10, on tenim 10.000, on tenim 100.000 de normalització, i després depenen de l'energia

1:35

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

i que val aproximadament 2,7. 2,7, fixeu-vos que això vol dir que si jo aquí li poso, en lloc d'un giga electromol a aquestes unitats d'aquí, li poso 10, la quantitat de ràgios còsmics que jo tindré anirà com el mateix nombre que tinc aquí, i el 10 l'he elevat a la menys 2,7. Per tant, anirà molt, molt reduït. És una lliga potentes i senzillament una distribució que en aquest cas ens diu que tenim moltes partícules de baixes energies i molt poquetes quan anem a altes energies. Distribució de ràgios còsmics. En parlarem una miqueta més després.

1:57

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Per què són importants? Després d'estudiar-los, si un tira quatre números i diu, escolta'm, quina és la quantitat d'energia que aquest flux que jo estic fent a la Terra representa en un ambient com la meva galàxia respecte a altres fonts d'energia que podien ser la radiació, quanta de llum, quanta d'energia en forma de llum emeten els estels, per exemple, que conformen la nostra galàxia, o els camps magnètics, que també estan permeant de la nostra galàxia. Si un fa aquests números, per exemple, per aquest flux que s'agafa el mateix flux que estan prenent els ràgios còsmics i integra per totes les energies, troba que tenim la nostra galàxia de l'ordre d'un electronvol per centímetre cúbic. A cada centímetre cúbic de la nostra galàxia

2:23

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Si anem a veure quanta energia hi ha, en canvi, en camps magnètics, resulta que és que el camp semblant també és de l'ordre d'un electronvol per centímetre cúbic. Aquí no us explicaré quines són aquestes mesures. Aquesta R sub B és densitat d'energia, diguem, de Pointing Flux, que es diu energia magnètica, bé com el quadrat del camp magnètic que tenim i el 8 piquet és per aquesta relació. Però són valors força semblants. Si anem a veure quina és la densitat d'energia en fotons, els que emeten els estels, ja siguin els visibles, ja siguin el ferroig, ja siguin el radiolat, tot integrat, tenim que també és de l'ordre d'algun electronvol per centímetre cúbic. És a dir, els gasos còsmics no només són importants perquè arriben a

2:46

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

en parlarem, sinó que en termes energètics, maços, us responen essencialment a una tercera part de la massa d'energia que tenim disponible a la nostra galàxia, de, diguem-ne, amb un origen que no sigui tèrmic. Tot això és amb un origen no tèrmic, aquesta quantitat de fotons que tenim, camps magnètics o partícules que es mouen molt ràpid. Per tant, el seu estudi ja veieu que és bastant essencial. Una altra pregunta que no respondré, que les que les estem investigant, és per què hi ha aquesta similitud. Nosaltres sabem que tenim una població de partícules que són molt energètiques, que estan accelerades, ens estudiem l'origen, sabem que tenim uns fotons que ens emeten les nostres estrelles i sabem que tenim un camp magnètic que no sabem exactament d'on arriba. Però resulta que les tres components

3:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Una altra qüestió és si amb tota aquesta energia d'energia d'energius còsmics d'on pots arribar a sortir. I això sí que ja fa uns bons 100 anys que la gent, quan va començar a pensar quines podien ser aquestes fonts, se'm va donar que per accelerar aquestes partícules necessitem fenòmens que siguin molt energètics. I en aquell moment, el més energètic que podem tenir la nostra galàxia no és més que les explosions d'Escor Nova. És un estel molt massiu que col·lapsa, l'embolcall d'aquest estel ve disparat cap al medi interestat a velocitats de desemes de metres de metres per segon, i això d'una energia cinètica que és suficient per poder generar aquests rius còsmics. Sempre s'havia pensat...

3:36

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

eren precisament aquestes exclusions supernòboles que possiblement estiguin ligades a l'origen d'aquest rayos cósmics. I en part, amb la seva majoria, és ben cert. Després veurem quines són altres fonts. El problema, i ja us avanço, és que per més fortes que siguin aquestes exclusions, en aquest aspecte que us estaven ensenyant, que és continu, ara ho veurem, no pot arribar a les energies que estem detectant. Per tant, ha d'haver-hi fonts amagades, que encara no coneixem, que siguin les responsables d'aquest rayos cósmics. En aquesta disposició el que teniu és bàsicament el que ha sigut l'espectre de rayos cósmics, d'acord? És a dir, a mà esquerra, el EG, i teniu l'energia, d'alguna manera, per unitat de superst

4:02

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

els exponents dels que estem parlant. Anem de 10 a la 0 a 10 a la 12. I això encara s'estem una mica cap a l'esquerra. És a dir, tenim molts altres, abans i tot.

4:08

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

en els quals nosaltres estem revent aquestes partícules extraterrestres, que totes elles, en canvi, sembla que segueixin una distribució força semblant. Què són aquestes partícules? El dia d'avui ho podem dir. La majoria són protons, que venen accelerats, i això constitueix el 50% de tots els reixos cósmics. Una quarta part, un 25% són núclels d'heli, les partícules alfa, que si no les heu vistes, ja les veure perquè particularment amb el detector de time peaks o amb algunes de les xarxes segurament ja n'he parlat d'aquesta radioactivitat produïta per les partícules alfa. Un 25%. De fet, tenim elements una mica més pesats, carboni, nitrógen, oxigen o altres núcleos. Tenim una part molt petita d'electrons, electrons i positrons, i una part encara més petita, que ja

4:37

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

D'acord? Perquè tingueu una idea de fins a quines energies estem parlant, i ara aquí, back in time, agafeu-vos un sol protó, d'acord, que constitueix el núcleo del meu àtom, recordeu el número d'abogadro, deu a la 23 per formar un gram, deu a la 23 partícules, les energies més altes que potser va tenir un d'aquests ratios còsmics superen en desenes de milions d'energies més altes que podem arribar a tenir el CERN, d'acord, amb tota l'infraestructura que estem tinguent. I equival, quan entenem realment energies molt i molt altes, a l'energia que podria tindre una pilota de tenis llançada a 100 km per hora. Una partícula. D'acord?

5:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Si nosaltres assimiléssim o diguéssim que una partícula, com qui diu, aplicant-la una o dues vegades, necessitem 6 per 10 o 23 per tenir un gram, i que una bola de tenis són dos a 100 grams, menys al llarg de 10 o 25 ordres de magnitud en una sola partícula. Clar, diuen, ostres, si m'estan a veure aquestes partícules, com és que no, estan tots morts. Ho veu? Precisament això, ben anat per aquest aspecte que us estava augmentant, el nombre de partícules, aquestes energies tan elevades, és molt i molt reduït. És molt difícil detectar-les.

5:16

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí veieu que sobretres en aquesta figura també he posat galàctic i extragalàctic, ara jo en parlaré. Abans que això, alguna mica el que us comentava, en aquesta distribució espectral, la mateixa que tenim aquí, ara separada per diferents elements, escalada convenientment, mostra que per diferents que siguin les natures, el tipus d'àtoms, o partícules, o indossotons que nosaltres estem rebent, tots ells segueixen una distribució molt i molt semblant. És a dir, l'origen d'aquests ràgios còsmics ha de ser quelcom que no depengui de la composició química, de la font, de la supernova, o del microquásar, o de la gena, o de la zona de formació estelar, que me'ls estigui produint. Depèn d'algun tipus de procés físic que faca la distrib

5:40

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

qualsevol que sigui aquest element, sigui molt i molt semblant. És pràcticament idèntica per qualsevol dels elements, des del ferro fins al calci, l'arbol, oxigen, nitrogen, carboni, etc.

5:47

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

En aquesta figura que us estic ensenyant, aquí vinc encarclat, aquest E elevat a 2.6, això és una mica una caracterització matemàtica, perquè si jo multiplico el que és exponent, el que em ve a dir aquest dibuix, aquesta figura que teniu aquí, és com es distribueix l'energia en els ràgios còsmics. Podeu veure que la major part de l'energia la transporten a ràgios còsmics de baixa energia, bàsicament perquè en tenen molts, però en porten poca energia, perquè hi ha tantíssims, que són els que s'enduen la major part d'aquesta energia que hagi pogut llegar a la fancocidi, i després es tenen, doncs fixeu-vos, fins a 10 o 20 electronvols en què ràpidament de cau. Us he dit abans que aquesta distribució era superplana, igual per

6:16

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

que els anomenem el tornell, el genoll i l'âncle, que d'alguna manera és un canvi de prèdica. Per què els anomenem d'aquesta manera i quins signes i que tenen? Doncs fixeu-vos, aquí bàsicament tenim una distribució que després cau més fortament, torna a caure més fortament, torna a pujar una mica i al final cauen picat. Aquestes tres regions, el ni, el second ni i l'âncle, han estat interpretades, bé, perquè us en recordeu una mica, que esteu gaire mal de posar-la, us heu d'imaginar que té una cama, i teniu, precisament, el genoll, una mena de segon genoll, que tenim aquesta mà, que indica un canvi de pendent, i després un altre tornell, que fa que el tornell puja fins al dèquement total.

6:38

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquests són aquests espectral breaks, aquests canvis, que bàsicament estan definits en energies molt precises, sigui quina sigui la distribució o la composició dels ràgios còsmics que jo estic estudiant. És a dir, ha de ser quelcom que tingui a veure amb la manera en què jo agafo aquestes partícules i sóc capaç d'accelerar-les fins a l'energia que els hi pot toqui. Estic present que aquest tipus de ràgios còsmics, amb les energies que tenen,

6:54

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

se divideixen entre aquells que podem considerar que tenen poca energia i aquells que tenen molta energia. I aquí fixeu-vos una miqueta en els nombres, d'acord? Nosaltres, per als rajos còsmics de baixa energia, tenim un flux aquí relativament elevat. Nosaltres podem tenir per cada segon, per cada metre quadrat, almenys una partícula que està arribant, típicament ben no absorbits, però, a l'atmosfera, d'acord? Aquest tipus de rajos còsmics els podem detectar si nosaltres pugem suficientment amunt, ja sigui amb globus, ja sigui amb quets, ja sigui amb setèrics. Si, en canvi, ens anem a energies molt més grans, és cert que tenen molta més energia, però el flux de cau molt fortament, com us estava explicant. Aquí podem arribar a taxes o rates de detecció d'aquests rajos c

7:18

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Per tant, que us podeu imaginar la diferència en el tipus de detectors que tindrem. En aquest cas, la detecció indirecta, i us ho explicaré perquè és indirecta, es realitza amb telescopis, amb observatoris de ràgios còsmics, que són els que us ho explicaré avui, que estan a diferents alçades en funció del tipus de l'enèrgia que nosaltres volem estudiar. Requeriran telescopis molt gans, molt estesos, computats de diferents unitats repartides en el territori, i un bon coneixement de l'atmosfera, que és el calorímetre amb el qual aquestes partícules incidents interactuen, i nosaltres no veiem els productes secundaris. Per això això se li diu una detecció indirecta. Doncs surten aquests secundaris còsmics, aquí teniu una simulació, és una simulació, és una simulació, és

7:45

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Ens dona la idea de quan una partícula incident, per exemple un protó, com hem dit, aquest aigus còsmics, arriba a l'atmosfera, interactua amb les molècules que hi ha a l'ambient, a l'atmosfera, a la paga alta, i produeix el que se li diu una pluja estesa de partícules. Bàsicament, aquesta interacció d'aquesta partícula molt energètica xoca amb altres partícules, amb ions o amb molècules que hi ha presents, i d'aquí se'n deriven pluges de partícules derivades. En aquest cas d'aquí, per exemple, tenim un protó, que el que ens produeix són pions, pions carregats, pions neutres, negatiu positiu, que al seu torn tornen a decaure perquè se'n dona una bona part de l'energia cinètica d'aquestes partí

8:09

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I, bàsicament, depenen de l'energia incidental de la nostra partícula i de la quantitat de material fitó que pugui haver-hi a les diferents alçades a la nostra atmosfera. Quan l'energia d'aquesta partícula incident, d'aquest raig còsmic, cau per sota, o les seves derivades cauen per sota d'una certa energia, aquestes interaccions són menys volables i la puja estesa acaba morint. Mentre no mor, les partícules que han resultat, que ja no en creen més, si nosaltres posem els nostres detectors, són capaços de recuperar 1. Quina era l'energia que tenia aquesta partícula incident, aquest raig còsmic incident, i si tenim una mica de sort, quina era també la direcció derivada. Això ens permet, en alguns casos, individuar quina puja ser la possible font extraterrestre que

8:33

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí una mica més de detall, no hi ha diferents tipus de desenvolupament d'aquestes pluges esteses, d'acord? Depèn del tipus de partícules, es pot generar una component electromagnètica, una component hadrònica, una component muònica, i estudiant-les totes elles amb detectors que són diferents i que després en parlarem, és com podem arribar a caracteritzar pròpiament la partícula incident. En aquest cas tenim els muòn, detectors de muòn, no totes elles arriben en funció de la natura de les partícules, arriben a la superfície terrestre, per tant no les podrem detectar, mentre que el que ens interessa és la radiació electromagnètica que produiran, radiació de fluorescència, radiació ràdio o radiació Txerenkov, que bàsicament ens permeten estudiar ja siguin radios cósmics, ja siguin

9:02

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí teniu un sketch del que us estava parlant. Arriba aquesta partícula a la part més alta de l'atmosfera, té una primera interacció, es produeixen immediatament partícules secundàries. Penseu que quan un raig còsmic viatja a través de la nostra galàxia, arriba a la Terra, porta associada una velocitat molt propera de la llum en el buit. La velocitat de la llum en el buit no és la mateixa que la velocitat de la llum a la nostra atmosfera. I de fet, estrictament parlant, aquest raig còsmic pot arribar a la nostra atmosfera, a una velocitat superior a la velocitat de la llum a la nostra atmosfera. Per tant, d'alguna manera ha de sanar aquesta energia, d'acord? I aquest és l'origen de la producció d'aquestes pluges esteses i de la component electromagnèt

9:26

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

La pluja es desenvolupa a llarg d'un eix, que és el que apunta i, de fet, és el que volem determinar per a redonar-li aquest raig còsmic. Té un cor, d'alguna manera, que hi ha més necessitat d'aquestes subpartícules que s'estan en general, té una certa amplada lateral que també dependrà de la natura de la partícula incident. Es crea un front de xoc, ja sigui de partícules, ja sigui de radiació, són flasos, de fet, això es desenvolupa molt i molt ràpidament. I en estudiar quines són les característiques d'aquestes pluges, i ho podem fer, ja siguin posant observatoris que detectin les partícules secundàries a diferents alçades o telescopis, propiament dit, que detectin la radiació quan aquesta arriba a la superfície, podem caracteritz

9:54

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí poso una mica d'èmfasi no només a la component de partícules de la mateixa pluja, sinó a la component lluminosa, a llarg d'aquesta distribució.

10:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

trobem diferents tipus de relació, des de fluorescència fins a emissió ràdio, perquè tenim un camp magnètic, tenim partícules carregades, que es mou en aquest camp magnètic, per tant sí o sí hauran de demetre, i això cau a la banda de l'òptic, sigui la radiació Txerenkov, que bàsicament és una conseqüència del que us estava explicant, quan tenim partícules que viatgen a una velocitat carregades, que viatgen a una velocitat superior a una velocitat de llum en el medi, sí o sí han de deixar part d'aquesta energia, en aquest cas és polaritzant les molècules del seu entorn d'una manera molt ràpida, que quan aquestes les exciten poseixen un fons d'això, que és la radiació Txerenkov. Què és aquesta radiació Txerenkov? Doncs cau en l'

10:26

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

D'acord? És a dir, si nosaltres tinguéssim uns ulls suficientment sensibles, veuríem que cada nanosegon, el nostre cel, ens està metgeçant a base de flasos de llum Txerenkov. El que passa és que aquesta llum Txerenkov és molt i molt tènua i necessitem uns telescopis amb una àrea col·lectora, miralls, molt i molt grossos, molt i molt sensibles, i que estiguin capaços de registrar aquest senyal a nivell de nanosegons per tal de poder identificar-ho i estudiar aquesta radició Txerenkov. Però és no visible, d'acord? Visible ultraviolat. Si tinguéssim ulls una mica més sensibles, veuríem constantment com estem embardejats per aquestes partícules que emeten aquest tipus de radiació.

10:46

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Totes les coses explicat no s'han devinat, diguem, d'un dia per l'altre. L'estudia dels ràdios cósmics, el Dirseli, com us deia al principi de tot, Hand it is all tale, bàsicament perquè continua sent un camp d'investigació que ja fa temps que dura. Aquí poso una cita de Malcolm Longer, que és un físic i divulgador fantàstic, que bàsicament té un llibre, que parla d'estudia física i d'altres energies, com això està relacionat amb els ràdios cósmics. He dit tot un capítol dedicat a fer valer d'alguns dels esforços de la comunitat científica en els últims 100 anys a l'hora d'intentar estudiar l'origen d'aquests ràdios cósmics. Aquestes mes que veieu aquí, que sembla que té un

11:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

En aquest cas, en plous. Fixeu-vos aquí, en canvi, quina és la diferència des de les càmbres de Wilson, que parlarem una miqueta després, uns instruments que ens permeten obtindre unes traces d'aquests rajos còsmics, quan nosaltres en prenem una certa cavitat amb casos nobles i li donem un cert potencial per tal de veure quins són els estallejos que provoquen, que ja es va inventar fa 100 anys, per tal d'estudiar els rajos còsmics, a instal·lacions com el mateix accelerador de partícules que tenim al CERN. I fixeu-vos quina és l'escala. Si aquesta foto d'aquí a l'esquerra és un objecte que ocuparia 30-50 centímetres, tenim un accelerador que té 30 quilòmetres de longitud per tal d'excelerar aquestes partícules i poder-ho estudiar.

11:40

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

D'alguna manera, aquestes dues imatges m'agraden perquè contraposen el que s'utilitzava per estudiar els rayos cósmics, el que utilitzem a dia d'avui per entendre com es produeixen aquests rayos cósmics en el lapse de 100 anys. Aquí us reprenc una miqueta, d'acord, que us he dit al principi. Aquest estudi dels rayos cósmics és el que després derivaria, probablement, en el que són els estudis de física de partícules que coneixem avui, d'acord? Aquest particle físic és com la filla de l'estudi dels rayos cósmics, d'acord? Per tant, està extremament connectat l'un amb l'altre. Deixem-ho parlar aquí una miqueta de quins són els detectors d'aquests rayos cósmics, començant pel que és el més senzill de tots

12:06

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquest va ser probablement el primer, que és el primer dels instruments per a l'estudi dels regis còsmics, i és un parell molt senzill. Bàsicament està composat d'una cavitat que té dues làmines que són metàl·liques, de manera que aquestes làmines, quan se les carrega per les mateixes propietats metàl·liques que tenen, es poden carregar fàcilment, i per tant, per a l'electrostàtica, aquestes dues làmines se separaran. Com arriba a carregar aquestes làmines és precisament la manera per la qual es va endevinar que hi havia una certa radiació ionitzant, per tant, ionitzava l'entorn d'aquestes dues làmines en aquesta cavitat, aportant-los a carregar de manera que vibraven un cop i una altra quan arribaven aquestes partícules, perquè carregava

12:33

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

se'n va inferir una conseqüència bastant, bastant important, i que en el seu moment era com un pas, i realment no hi havia explicació. Era igual, el bons que fossin aquests electroscopis, d'acord? Hi havia una mena de descàrregues contínues, penseu que en aquells temps també s'estudiaven les reaccions a la radioactivitat, i per tant aquests electroscopis s'utilitzaven quan s'estaven experimentant amb diferents àtoms que espontànament podien de caure i, per tant, podien emetre la radiació. Amb aquests mateixos instruments, quan un es posava en llocs completament separats i allunyats d'aquests tipus d'experiments, tot i així, havia d'haver-hi aquest tipus de radiació, que els estigués ionitzant. D'alguna mena aquesta va ser el descob

13:01

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

D'aquesta manera, els diferents experiments el que es van dedicar és a explorar a diferents alçades, en diferents regions del planeta, sobretot i particularment en diferents alçades, per mirar a veure si s'allunyava suficientment de la Terra, vés a saber si volia haver algun tipus d'isòptoc radioactiu que estigués presentament a tot arreu i que fos el responsable d'aquesta radiació ionitzant, i per tant intentar aturar aquests diferents localitzacions per tal de caracteritzar-ho. Aquí hi ha una cita de Víctor Gess, que se l'entén que és el pare del descobriment dels radios còsmics, en la qual afirma que l'única manera d'interpretar el fet que anessin on anessin hi havia aquest tipus de radiació és que hi havia algun tipus de radiació energètica i molt penetrant

13:28

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

De fet, sense veure quins són els estudis que fem en aquell moment, amb aquest experiment en què s'anaven alçades més i més grans, en lloc de veure que aquesta radiació ionitzant disminuïa la intensitat, queda així ja.

13:34

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

És a dir, més amunt s'anava, més intensa era aquesta radiació. I per tant, aquesta era la conclusió de Víctor Cés que, amb els experiments, amb els globus que anaven una mica mapejant, va concloure que efectivament havia de tenir un origen que era extraterrestre. Amb aquests electroscopis podrien pujar-los en els globus estatòfòrics per anar a fer els estudis, però una mica a mica van evolucionar. Probablement n'hàgiu vist alguna, amb la ciència o potser en algun dels vostres tallers. Les càmeres d'ionització, era una versió una mica més elaborada d'aquests electroscopis en els quals s'utilitza un contenidor que està més o menys aïllat per tal de poder jugar una mica amb aquesta radiació per entrant, a veure si la pot bloquejar o no bloquejar, i al mateix temps

14:03

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Amb aquestes cambres d'ionització, com tot se li diuen, es van continuar fent experiments, una mica més detallats. Aquí tenim altres perfils de la intensitat de ràgios còsmics en funció de l'alçada. Aquí s'ha de dir, perquè tot aquest tipus d'expedicions que es feien, ja sigui a peu, a muntanyes, que estiguessin a quilòmetres alçada, però a la dades per fer aquests testos, o en vaixells, o en globus, la gent literalment moria en aquestes expedients. Una mica de la cita, una mica de respecte, perquè tots aquests estudis realment van costar vides.

14:24

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Una mica més evolucionat, un altre detector de radiació incident que s'utilitzava també per estudis de radioactivitat, però també per als vellos còsmics, és el contador Geiger. De fet, Geiger Müller, monarera l'estudiant que va ajudar a Geiger a perfeccionar-ho, i bàsicament reprèn la idea d'aquest electroscopi, el mateix que també en tinc aquestes làmines, però en aquest cas ja feia també un tub de metall, una cavitat, que també està ompleta en un gas noble, i se li dona un cert potencial respecte al seu recipient on està contingut. D'aquesta manera, les partícules incidents ionitzants que estan entrant a la nostra cavitat i que ho estan ionitzant creen una avalanxa amb aquesta diferència de potencial de partícules que després genera un corrent que altra vegada torna a separar les làmines del nost

14:52

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

en funció de la quantitat de radiació i unitat que tinguem, tinguem més o menys oscil·lacions d'aquestes àmines. Aquest és el típic subent que les pel·lícules veiem, el tac-tac-tac-tac-tac-tac-tac-tac. No és més que aquesta radiació incident que està unitat.

15:00

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

amplificada, avalanxa, corrent, i les làmines que se passen per efecte electrostàtic. Però és una manera molt senzilla de mesurar la quantitat, en aquest cas amplificada, la primera vegada que s'amplificava amb una senyal, una d'unió en càtoda, per tenir aquesta avalanxa d'electrons.

15:08

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Més endavant, si nosaltres tenim un detector, doncs ara anem a jugar a veure si en posem diferents. Aquests contators Geiger, si els poses i els montes en un experiment que en tinguis diferents, pots arribar a tenir diferents mesures d'aquesta radiació incident que venen de diferents regions. Pots fer un estudi, un mapeig d'una manera espellal d'aquesta regada. Aquest és aquest doteckelster, coincidence counter, bàsicament tens diferents contators Geiger i pots arribar a mesurar quina és la diferència temporal i per tant de preparació probablement d'aquesta radiació, així com l'energia, en funció de la quantitat d'aquestes abanxes que es produeixin, perquè això es pot estimar.

15:31

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Era la primera vegada que els físics provaven d'estudiar la natura dels rayos còsmics d'una manera experimental. És a dir, ja tenien un detector que podies modular d'alguna manera per tal de treure característiques d'aquests rayos còsmics.

15:39

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Més endavant, quan en lloc de tots aquests experiments o totes aquestes tècniques de detecció a la que arribava, tu ho tenies, però no en podies tenir un registre que durés més de la mateixa propagació d'aquesta radiació unitzant i com això produiria la teva branxa, que després mesuraves. Una millora respecte d'això va ser la invenció de les càmeres de boira, que bàsicament ens permetien si nosaltres hi posaven vapor supersaturat, et permet que aquest vapor supersaturat creï centres de condensació, de manera que quan arriba aquesta radiació incident, aquests centres de condensació deixen unes traces que nosaltres podem veure durant uns segons, quasi un minut, en fons la energia que tenen, de manera que podem enregistrar quasi, quasi...

16:08

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

quina és la traça que estan deixant en ionitzar el material que tenim a dins de la nostra cambra gràcies a aquest vapor que tenim supersaturant. Si a més a més aquí hi poses camps magnètics, que pots deslectar partícules, si conèixer bé quina és la teoria i saps quina és la energia amb la qual està arribant i saps quin és el camp magnètic, amb precisió que tu li estàs aplicant, veient com escorba aquesta partícula pots arribar a determinar-ne quina és la seva càrrega i també quina és la seva massa. De fet, amb una d'aquestes cambres va ser amb la qual es va descobrir experimentalment l'existència del positró, que és l'antipartícula del nostre electró, que havia estat predita teòricament per Dirac. En aquest cas, Anderson al 1912 va guanyar el Premi Nobel precisament per el descobriment

16:34

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

En funció d'aquest ràdi de curvatura que nosaltres tenim d'una partícula o d'una altra, amb el camp magnètic que nosaltres coneixem amb precisió que estem aplicant en aquestes càmeres, podem determinar quin és l'origen d'aquesta partícula. La seva càrrega, en canvi, també ens donarà aquest sentit de gir, en una direcció, en una altra, per les forces de l'origen, de manera que va ser així, com ens va individuar experimentalment l'existència dels positrons. Altres maneres de registrar d'alguna manera el passatge d'aquests us còsmics van ser, bàsicament, les fotografies, les emulsions fotogràfiques. Amb aquell tipus de càmeres de Wilson sí que podíem tenir durant uns segons o uns minuts registres de les trajectòries d'aquestes partícules carregades

16:58

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

d'alguna manera una informació permanent, perquè, diguem, per les diferents substàncies químiques que es podien posar en aquestes emocions, quedava d'una manera perenne. Aquestes partícules passant a través d'aquest material fotogràfic produien canvis microscòpics, la mateixa substància que després, quan es tractava, quan es revelava, bàsicament et tenia la foto de les interaccions d'aquestes partícules amb tots aquests alcs i semi-alcs, de tots els tipus diferents de partícules que poden arribar. La fotografia, quan van avançant, tècnicament, va utilitzar-se molt sovint, aquí tenim aquesta imatge, dessinit power i ultialini, amb aquestes operadores, bàsicament amb emocions fotogràfiques.

17:23

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

D'aquí ja passem a detectors, aquests ja són molt més moderns, d'acord? Diferents tècniques, d'acord? Els centellejadors, acoplats amb fotomotipicadors. El centelleig, bàsicament, prové del fet que quan una d'aquestes partícules carregades, ja sigui directa, un dels ràdios còsmics que us deia primordials o secundaris, a través de...

17:38

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Certs tipus de material transparent, i no tots, els tipus de materials poden ser diferents, poden ser basats en carboni, poden ser plàstics, tipus d'emulsions, vidre, en alguns casos, produeixen un flash molt breu de llum, que nosaltres podem captar amb el que es diu un fotomultiplicador. És força semblant al que havíem explicat abans, aquesta diferència de potencial creada que fa que es creï una avalanxa, però en aquest cas, basat en l'efecte fotolèctric, m'arriba un fotó, aquest fotó jo l'agafo, per l'efecte fotolèctric em genera un electró, si jo tinc un potencial suficient em puc generar molts més, de manera que d'aquí puc registrar un senyal digital del fotó que m'arribava d'aquest flash de la partícul

18:03

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

L'utilització dels tubs fotomultiplicadors va començar altra vegada amb l'estudiador de l'aigus còsmics i a dia de vuit s'ha aplicat en molts camps, en particular de l'astrofísica. La part bona d'aquests entelletadors és que són extremadament fàcils de construir, només has de tenir el teu fotomultiplicador d'una qualitat o d'una altra i només has de tenir aquest layer, aquesta capa d'aquest material que produeixi i la resta ja arriben de les mateixes partícules que t'està atrevessant i tu només vas agravar aquests coaxos. Fixeu-vos en aquest esquema metàl·lic, que es construeix en desert, 4 mil metres d'alçada, i bàsicament tenim una xarxa d'una rai d'aquests detectors que ens permeten individ

18:27

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Altres detectors es basen, en canvi, en la ionització de partícules que passen a través, per exemple, d'aquest capitat que també podem aplanar de gas, que serà el que després vindrà ionitzat, una mica com l'evolució natural dels electroscopis. En aquest cas, nosaltres hi podem acoplar un circuit elèctric, en particular una capacitància, un condensador, de manera que també si apliquem una diferència de potencial, podem veure en aquests detectors d'ionització quina és la carga acumulada en aquests capacitadors per tal de veure quin és l'origen, quina és la quantitat d'energia que ha produït aquesta carga. És una manera més fina de poder estudiar, bàsicament, l'energia de la partícula incident.

18:50

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Altres tipus de detectors, de ràgics còsmics, es basen en el fet que quan nosaltres tenim una radiació incidentalment ionitzant que ha de travessar diferents tipus de material, es provoca una secta de reflexió a mesura que va travessant aquestes diferents capes que també et permeten tenir informació de la partícula incident. Justament quan creuen aquesta frontera, si tu coneixes bé com és el teu detector, pots arribar a determinar característiques d'aquesta partícula. En particular, en aquest cas, de la direcció, perquè la direcció incident la pot resistir. Entre aquestes partícules, en funció dels materials que hi tinguis, pots tenir detectors de ionització, en aquest cas, però, en el rang de ràgics còsmics. Aquest és l'exemple de Pamela, que en veurem una mica després.

19:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

El detector, però, més bèstia o més rocelano, o una mica més de força bruta, que diríem, de l'aixos còsmics, no és altra que els calorímetres. Un calorímetre funciona una mica diferent. Vindria a ser el que és la nostra atmosfera, d'acord? És un material que, bàsicament, absorbeix tota la radiació incident i a dins del mateix detector es produeixen les mateixes pluges que us estarà explicant, pluges esters de partícules nostres, però dins del nostre detector. També posant-hi diferents capes, també se li posen anticòincidents, és a dir, són molt més elaborats, però bàsicament és posar un tot supergruixut, d'acord? De manera que la radiació, la partícula que hi estigui entrant i la pluja de partícules que hi gener

19:45

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Finalment, us he parlat també de la radiació Cherenkov, d'acord? Aquesta llum que meten aquestes partícules que viatgen a una velocitat que és superior a la de llum en aquest mèdic. Bàsicament, nosaltres hem de recollectar aquest tipus de fotons i, sobretot, tenir un digitizador prou ràpid, per tal, que aquest senyal es transforma en un senyal digital que nosaltres després podem estudiar. Però els detectors en si mateixos, fixeu-vos, això és al mitjà del segle XX, eren directament cubells.

20:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

amb un mirall per recollir aquesta imatge. Tenim molts flàxos que rion per unitat de temps. El que hem d'intentar sobretot és desenvolupar un detector, una càmera que pugui recollir aquests flàxos, però el que és el sistema en si mateix no és més que un mirall col·lector amb un suport. Aquests són els detectors Txerenkov, que bàsicament, abans m'ho preguntava el Dani, són el tipus de detectors que nosaltres a la UD. Estem treballant amb aquests telescopis, d'acord que tenim a la Palma, després us ensenyaré.

20:14

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquesta és una cita de la Piraquia, d'acord? Això és la Pallis, és una superexperta en ràgios còsmics, d'acord? Pudeu trobar més informació, em sembla que a final les referències us n'he posant, d'acord? Que bàsicament resumeix en un dels seus llibres que tots els detectors de partícules de ràgios còsmics estan basats en un principi fonamental, d'acord? És la transferència de tota o part de l'energia, d'acord? Que tenen aquestes partícules a un detector, que pot estar controlat, pot ser de centallets, pot ser en calorímetres, pot ser el que sigui, d'acord? On es converteix en un altre tipus d'informació que és més accessible per al seu estudi. Típicament es digitalitza per tal que nosaltres puguem

20:36

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí una mica un quadre resum dels detectors de ràgios còsmics en funció de les energies que nosaltres vulguem estudiar, també del pressupost que nosaltres tinguem, d'acord? Des de detectors de ionització, centellejadors, telescopis Cherenkov, transició, radiació, detectors de transició, radiació, d'aquestes diferents capes que ho explicava, o directament que l'unímetres, d'acord? Tots ells han de treballar en un acte d'energies, l'explicador al principi és fabulós, de 10 a les 6, electronvols fins a 10 a les 21, 15 h de magnitud. Òbviament, un sol detector no serà capaç d'estudiar ràgios còsmics en totes les energies. Necessitarem una combinació. Tots ells volen identificar les partícules, qu

21:03

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

A més a més, a dir-te abans, podem detectar-nos directament si ens anem fora de la nostra atmosfera, o alçades molt elevades, o indirectament amb les pluies de partícules que arribin a la superstícia terrestre. Aquí tenim alguns exemples, que passa, enviar qualsevol cosa a l'espai és extrematament car, i a més falla moltíssim, el que passa és que tenim l'oportunitat de estudiar directament la producció d'aquests de llocs còsmics. Per contra, els observadores que fan la superstícia terrestre són grossos però són econòmics, i bàsicament estudien aquestes pescades secundàries. Per l'espai, el que s'utilitza encara dia d'avui són aquests globus, són uns globus especials, òbviament que tenen una duració que pot ser d'algunes hores, fins

21:32

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

que els pots posar en aquest bus de manera que després apareixis el senyal i tu hi pots accedir. Si ja tens més pressupostos, pots crear, pots dissenyar un satèl·lit amb un lifespan molt més llarg, que no pas un globus, que també pots equipar amb els teus detectors. Aquí no hi entraré, és més apassionant, però quin és el desenvolupament de l'indústria especial al llarg de la Guerra Freda i com això va portar en molts descobriments també de caire científic. Moltes vegades, o quasi sempre ens lamentem, i amb raó, de totes les inversions que es fan en l'indústria armamentística. En el cas de l'estudi de ràgios cósmics i de l'astrofísica en general, això va propiciar...

21:54

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

el disseny i l'elaboració de satèl·lits, que inicialment estaven pensats per monitoritzar una miqueta que l'altra gran potència no estigués fent alguna cosa, la famosa guerra especial, però això també va donar peu a la producció de satèl·lits que es van utilitzar després a nivell científic. Aquests són dos exemples, això és Pamela i AMS. Us els poso aquí, fixeu-vos una miqueta, però la composició que tenen aquests tipus d'experiments, una mica de tot, tenen des d'un espectròmetre, però els es feiten un calorímetre, també tenen detectors d'anticonsidència, tenen transistors, és tota una barreja de les diferents tècniques, com una mica us he resumit, posades en un sol satèl·lit, o en una estació especial internacional, per tal de tenir-

22:16

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquests dos instruments, en Pamela com a MS, són els que actualment estan donant més informació sobre les regions còsmics i possiblement dues de les col·laboracions més antagòniques l'una amb l'altra, tot i que les dues estiguin estudiant el mateix cas científic. Els resultats han estat molt controvertits en molts dels casos, de fet, estan resultats molt diferents. Ara sembla que a mi que a mi que comencen a unificar-se i s'entén les diferències, però és un exemple de dues col·laboracions que estudien exactament el mateix i que, en canvi, es porten científicament parlant de una manera molt competitiva. Però, normalment, això també ens ha d'avançar a la investigació.

22:36

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquest és un esquema, una mica, d'aquesta detecció indirecta de ràdios còsmics i espero haver-vos convençut que hi ha moltes maneres, i són necessàries, moltes maneres, molts telescopis, molts detectors diferents per tal d'estudiar l'origen d'aquestes partícules. Alguns, inclús, detectant les partícules una vegada metabassades de la mateixa Terra, d'alguna manera, o pas de la mateixa Terra, per detectar els muons que estan enterrats, telescopis de llum-txerenkov, telescopis de tipus ràdio, detectadors de muons o detectors de partícules, o inclús, si ens anem més amunt, detectors de ràdios còsmics primaris. I una altra vegada, alguns dels dissenys que s'utilitzen d'aquests centelladors, ionitz

23:01

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Han de ser xarxes de detectors molt i molt esteses, i molt esteses vol dir que poden haver-hi centenars de quilòmetres quadrats. El tipus d'instal·lacions, típicament alçades força altes per fer-ho de detectar les partícules, i és una mica la combinació de tots aquests detectors el que ens permet després caracteritzar tot aquest espectre que ens ensenya al principi, escombrant fins a 15 ordres de magnitud d'energia. Aquí per les diferents energies, ja us ho mirareu, tenim diferents tipus de tècniques que de fonament estan optimitzades en funció del tipus de radios còsmics i del ràtio o del RIT amb el qual les estan arribant, nosaltres utilitzarem un punt d'altres o dissenyarem quina és la densitat dels detectors per una unitat de superfície per tal de detectar-ho.

23:24

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí una sobreposició del mateix espectre que us estava ensenyant, i alguns dels principals detectors que encara estan operant, com un dia, ja sigui Tíbet, ja sigui el cascade, Tunga, Istop, High Resolution, Piero G, particularment aquest ha tingut resultats molt bons a l'hora de caracteritzar a les energies més altes els ràgios còsmics, però fixeu-vos que per cada interval d'energia jo utilitzaré un tipus de combinació instrumental per caracteritzar aquests dos còsmics. Hi ha experiments encara una mica més elaborats, hi ha qui té en ment poder detectar aquestes pluges de partícules esteses o electromagnètiques des de l'espai, aquest és un experiment genius, que al final no va ser provat, tot i que hi ha una continuació d'això, que esperem que sí que funcioni.

23:50

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I després hi ha altres tècniques per estudiar també els raios còsmics. Com us comentava abans, els raios còsmics són partícules carregades, per tant estan sotmeses, el que en magnètica hi ha de la nostra galàxia, que les deflecta. Per tant, és difícil a vegades entendre quin és l'origen de la font que està produint aquests raios còsmics, perquè els raios còsmics que estan generant venen deselectats de manera que individuant la direcció és molt difícil. Això no passa amb els fotons. Els fotons no són partícules carregades, per tant no es veuen afectades de la mateixa manera pel que en magnètic. Si nosaltres tenim un fenomen que produeixsim obtenent fotons i raios còsmics i sabem que té el mateix origen, ajudar-se amb la informació que obtenim electromagnèt

24:16

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí una mica reprenent la pregunta que em feia el Daniel al principi, quins són aquest tipus d'instruments? Tenim satèl·lits de l'Ajul Carme, Terminat, Agile, són els que estan treballant avui dia. Tenim xarxes als ICTs, això són Cherenkov Detectors, d'acord? HERS, Veritas o Magic, que és el que nosaltres estem involucrat, i LCT, instal·lats típicament a una alçada d'uns 2.000 metres, en el cas de Magic els tenim a l'aïlla de la Palma, o directament estudiar un altre subproducte d'aquestes.

24:31

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

dels mateixos processos que generen els regis còsmics, que seríem els neutrons. I aquí els detectors, els neutrons, com probablement les seves, són partícules, que tenen una capacitat d'interactuar amb la matèria quasi nula, de manera que els detectors que s'utilitzen, típicament, utilitzen el gel que tenim a l'Antàrtida, com pot ser Ice Cube, i detecten neutrons que arriben a través de tota la Terra i finalment. Van interactuar, deixant una emprenta, que nosaltres, altra vegada, en fotomultiplicadors, podem arribar a estudiar per caracteritzar aquestes partícules. Això, aquest estudi dels regis còsmics, o de la radiació molt energètica, entra dins el nom que s'anomena, avui en dia, Astroparticle Physics, o Multimessenger Astrophysics, perquè d'alguna manera

25:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

La primera fonte de ràgios còsmics més òbvia que nosaltres veiem tot sovint és el Sol. El Sol té un vent de partícules molt fort, produeix xocs, aquests xocs excel·len partícules que després arriben a la Terra. Sabeu que el Sol té un cicle d'uns 11 anys, probablement degut a l'activitat magnètica que hi ha al seu anterior i que fa capgirar el seu pol magnètic. Això produeix una activitat que va pujant i en èpoques de molta activitat solar aquí a la Terra en tenim les conseqüències. Hi ha satèl·lics que deixen de funcionar perquè el Sol està molt i molt actiu. Altres conseqüències d'aquestes partícules de ràgios còsmics que estan arribant a la Terra de part del Sol és la formació de les aurores. Quan aquestes partí

25:28

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

interactuen amb les molècules que tenim a la nostra atmosfera i creen precisament aquestes aurones. Per tant, el Sol, per ser una font tan i tan propera, és la primera font de ràdios cósmics. Energies més elevades, com us comentava al principi, el que es va entendre des de un començament, és que un fonament suficientment energètic per produir aquests ràdios cósmics eren les explosions de supernova i els romanents de supernova. En aquest cas d'aquí, per exemple, us poso la nebulosa del cranc, que ràgicament és una font de referència a l'astrofísica d'altres energies, que no és més que un romanent d'una explosió de supernova, de la qual es poden produir, amb les seves parts més externes, quan se s'expandien aquesta acceleració de partícules de ràdios cósmics, que

25:53

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Altres fonts que poden produir esdejos còsmics molt energètics, en aquest cas sobretot electrons i positrons, tot i que no està encara clar si no podien fer-ho també aquest dels protons, són els púlsars. Púlsars no són més que estels molt massius que han col·lapsat. En lloc d'explotar sense deixar cap mena de romanent, deixen un estel d'uns 10 quilòmetres de diàmetre amb una densitat semblant a la que podria tenir, amb una massa total semblant a la del Sol, i per tant superconcentrat, imagineu-vos quina és la densitat. I en aquest procés de col·lapse creen uns camps magnètics en tot el seu molt i molt forts. A més a més el mateix col·lapse per conservació del mengulat fa que rodin en temps de milissegons, per exemple de manera que quan es van descobrir el que

26:18

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquests camps magnètics extrems, amb aquesta massa supercompacta, el que fa és que pugui arribar a accelerar partícules realment energies molt i molt elevades. Els púlsars és un altre tipus de font que també s'estudia com a productor de raons còsmics. Forats negres, tal com tenim estel de neutrons, a la nostra galàxia, a nivell estel·lar, també es produeixen quan l'estel és encara més massiu, també depèn de la composició, no deixa d'alguna manera un estel de neutrons, sinó que bàsicament crea un forat negre. Ja sabem que els forats negres directament no són accessibles, però hi ha tot de gas que estan agretant, que l'estan agafant, que puja a temperatures molt elevades, i aquest mateix gas han aproximat-se al nostre forat negre, per exemple, en un

26:45

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

aquests dos jets, o doils, que es diu en català, de relativistes, que bàsicament són partícules accelerades. Això, que es diu microquases, amb el que estan en aquests sistemes finalis, també és una font que pot produir reixos còsmics a energies molt elevades. Que passa que tot això no és suficient, d'acord? Si no t'anem a veure les energies més i més elevades als reixos còsmics que també trobem, resulta que la nostra galàxia, al complet, no és un mecanisme, no té l'energia suficient per accelerar aquestes partícules. Aquí hi ha un científic, Hillas, que encara està donant conferències, que va fer el Hillasplot, que és aquest que teniu aquí, que bàsicament ens relaciona quin ha de ser el tamany del nostre accelerador amb el camp magnètic que ha de tenir incorporat

27:10

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I aquí Giles hi va situar tot tipus d'objectes compactes, típicament estels de neutrons, Gervis, que són explosions de rayos gamma, nanes blanques, microquases, galàxies senceres actives, de manera que podem estudiar quin és l'energia màxima que nosaltres podíem arribar. I fixeu-vos que aquí, en aquesta qüestió que tenim a baix, està parametitzat en termes de 10 o 18 electronvols. Per tant, encara necessitem algun tipus de fenomen o alguna font que ens acceleri partícules, inclús energies encara més elevades. Acabarem amb algunes de les novetats més recents. Fa pocs anys, els telescopis Hess van individuar el centre de la nostra galàxia proper a Sagittarius A, un espectre de fotons relacionat amb un espectre de partícules, de rayos còsmics, que podia arribar fins a

27:37

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquest tipus d'objectes, en aquest cas, en aquest moment, ara fa uns vuit anys, nomenar-los en el centre de la nostra galàxia, que tenim un foraner o supermassiu, se'ls anomena pepatrons. A dia d'avui, la búsqueda de pepatrons, d'altres fonts que puguin accelerar a raigos còsmics, fins a energies del petalectomvol, 10 o 15 elevatronvols, és un dels camps més moguts, i on s'estan publicant més articles, entregament, revistes com Nature, com Science, perquè 9 instruments estan aportant moltíssima informació. Però la primera detecció d'un d'aquests pepatrons precisament va ser en el centre de la nostra galàxia. Altres descobertes recents, bàsicament, tracten de l'assignatura espectral d'aquest tipus de raigos cò

28:05

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

permanents, però també hi ha altres tipus de fons. Aquí no en traiem detall. Quan nosaltres tenim un cert tipus de missió de l'ajos gamma d'aquestes mateixes pluges, que decau més fortament del que podria ser una pluja leptònica, d'electrons i positrons, bàsicament el que podem individuar és que allà hi ha acceleració de protons i per tant de l'ajos còsmics que després ens coneixen aquest tipus d'espectres. Això ha vingut sobretot amb una d'aquestes missions especials de la NASA.

28:19

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

l'emissió Fermilat. Per altra banda, altres descobriments força recents és la distribució d'aquests ràgios còsmics de molt i molt alta energia, Ultra High Energy Cosmic Race. Us he explicat abans com són partícules carregades ben deslectades i ens és molt difícil saber quina és la direcció de la derivada, qui és que no està produint, a menys que tingui una energia tan i tan i tan desmesurada que ni tan sols el camp magnètic sencer de la nostra galàxia pot arribar a deslectar, a desviar la seva direcció incident, perquè tenen tanta energia que el petit efecte que un camp magnètic li pot produir no és suficient. Experiments com Pierre-Roger, el que estudien són ràgios còsmics a les energies més elevades i a base de tanta detectar amb detectors que estan repetits milers de quilò

28:48

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

que bé, els ràgios còsmics no són totalment isotròpics, sinó que sembla que venen agrupats en certes regions del cel que possiblement tinguin una correspondència amb fons, que són els que s'està generant. Aquest estudi dels ràgios còsmics a Ultra High Genesis és també quelcom molt i molt recent i que està donant moltes esperances a l'hora d'escola.

29:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Vale, acabo aquí ja, només amb algunes referències, algunes d'elles ja us les he dit, d'acord? A l'esquerra teniu el llibre de High Energy Estòfísics de Malcolm Longer, us el recomano absolutament, perquè a més a més el podem llegir, és complet, és veraç, és útil, ho té tot, d'acord? Un llibre una mica més concret sobre ràgios còsmics, molt petit, molt dents, però també una referència, és el de Thomas Geisser, d'acord? I us afegeixo també, no crec que penso que és curiosa, fixeu-vos si aquest tipus d'estudis de ràgios còsmics es va fer famós, d'acord? Que hi ha fins i tot pel·lícules, que teniu a fan capres, que és Wonders of Life, Strange Gays of the Cosmic Race, això és

29:30

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I després, més enllà d'això, Alessandro D'Àngeles, aquest és un col·laborador sènior de tota la vida que ha estat estudiant ràgics i escoles mix des del punt de vista de l'amnistia Txerenkov. Té un munt d'articles de divulgació superinteressants i molt ben escrits. O els diferents llibres o xerrades seminalis a França, de París. L'experte que us comentava que també té un munt de xerrades que podeu accedir. Acabo aquí i us agraeixo molt la vostra atenció. Estic obert a preguntes. Moltes gràcies, Pol. Molt interessant. I una quantitat d'informació bastial. Has comentat que ara hi ha molta recerca buscant aquests pebatrons. I se'n van trobant? Sí, aquest és el problema. Bàsicament, sense

30:00

S… Speaker 3 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

en la investigació de ràgios còsmics, amb el motor econòmic que és, potser fins fa uns anys, a nivell científic, no havien desenvolupat o no havien fet tovalles tan grans, però a dia d'avui, els radiotelescopis que estan construint, o els detectors de partícules, possiblement n'hagin sentit, un que es diu LASO, i dic que n'heu sentit, perquè molts dels resultats d'aquests telescopis han sortit a la vanguardia. Han detectat des del GRB que tenia les energies més altes, una quantitat de pevetrons que se'n van, no a energies de 10 a la 15, sinó a 10 a la 16 i 10 a la 17, a dins de la nostra galàxia. De fet, si poseu quin és el catàleg de fons LASO, n'han trobat més d'una cinquantena

30:28

S… Speaker 3 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

L'ASO és bàsicament un detector que es mou amb la Terra mateix, no té capacitat d'apuntar i el que està fent és un scan cada nit, diguem-ne del cel, i ha detectat tot aquest nombre de possibles espèvetrons, el que passa que les capacitats de resolució angular no permeten després anar, per exemple, en un satèl·lit de rayos X o en l'opin de dir, aquesta és la font, aquesta és la cella que no estàs generant, aquest és el sistema binari, sinó que té una regió que després tu has d'anar a estudiar. Però sí, sorprenentment, no s'ho creia ningú fa 4 anys, ningú, ningú, ningú, els primers voltants que van sortir de l'ASO, i van, va, què m'estàs dient? Si no n'havíem tobat ni una, i aquí no sortirem 50, però

30:58

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Molt bé, Pol, moltes gràcies. Penjarem el vídeo i, si em pots fer arribar les diapositives, també les penjarem i les compartirem. I, bueno, passaríem les hores, si et sembla bé, a la xerrada del Rafa, que deu estar per aquí. Hola. Hola, Rafael, què tal? Molt bé, molt bé. Gràcies, Pol, un cop més. I, bueno, encantat de tornar-te a veure, Rafa. De fet, Rafael Vallabriga, al final, és, jo crec, la causa principal per la qual estem tots aquí avui, aquesta tarda, perquè, gràcies a ell, és la persona amb la que es penjarà aquest projecte Admirar, que ha acabat donant lloc a aquesta formació. Ell és...

31:26

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

investigador i enginyer, és enginyer de telecomunicacions i especialitzat en microelectrònica del Departament de Microelectrònica del CERN des de no sé quants anys hi ha, Rafa?

31:37

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I ha estat en la col·laboració MediPics, desenvolupant i dissenyant aquesta tipologia de detectors de pixels híbrids, que són els que utilitzarem nosaltres en els tallers que farem d'aquí un parell de setmanes i que són els que ens permeten visualitzar la radiació i unitzant amb els alumnes de la classe. I bé, no m'allargo més, us deixo amb ell perquè ens expliqui una miqueta com funcionen aquests detectors i algunes de les aplicacions que tenen. Així si jo després també no vaig explicar tantes coses el dia que quedem a la universitat i podem dedicar-nos tot el dia, les dues hores, a treballar amb ells i a jugar amb ells i a mesurar amb ells, que al final és el més interessant. Rafael, quan vulguis.

32:02

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Molt bé, moltes gràcies, Dani. És un plaer estar avui aquesta tarda amb tots vosaltres. I, com el Dani deia, treballo en el CERN, a la secció de microelectrònica, i avui us parlaré una mica del detector, dels detectors que anomenem Medipics, i donaré algunes pinzellades sobre la física mèdica. Aquesta és l'índex de la meva presentació. Començaré amb una petita introducció al CERN, molt bàsica. Després us parlaré dels detectors que anomenem de píxels híbrids. Us parlaré de les col·laboracions Medipics, que és l'àmbit en el qual estem treballant. Les col·laboracions Medipics són col·laboracions internacionals i multidisciplinars que desenvolupen aquests xips dels que us parlaré. I, finalment, us parlaré d'unes aplicacions

32:32

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

d'aquest tipus de dispositius, d'aquest tipus de tecnologia.

32:35

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Per començar amb una petita introducció del CERN, el CERN és el Centre Europeu per la Recerca Nuclear. Bàsicament es va fundar el setembre del 54 per tots els països europeus i el seu propòsit original era bàsicament d'establir un laboratori científic d'excel·lència per fomentar la col·laboració pacífica en Europa en un moment en què havíem tingut una guerra, la Segona Guerra Mundial, i en una època en la qual hi havia molts científics europeus que marxaven, sobretot als Estats Units, a fer ciència. Llavors el CERN es va crear una mica per tenir aquest, crear un laboratori per tenir aquests científics per evitar que marxessin a fer ciència fora i per fomentar l'esperit aquest de pau entre els països europeus.

33:03

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

El campus del Cern està situat a la frontera entre França i Suïssa. De fet, aquí veiem un mapa de la ciutat de Ginebra.

33:10

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

la pista de l'aeroport de Ginebra, que té uns 3 quilòmetres, el Yacht-Lehmann, i veiem aquí amb aquest tras blanc la frontera entre França, entre Suïssa i França, que quedaria en aquesta banda d'aquí. I el que veiem aquí és amb aquestes traces, amb broc, que seria l'anell de l'LHC, l'Archadron Collider, que té una circunferència de 27 quilòmetres, i amb altres colors el que tenim és una mica la il·lustració del complex d'acceleradors que tenim en el CERN i que serveixen per accelerar...

33:33

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

les partícules que s'injectaran en l'LHC i que es faran col·lisionar en 4 punts de l'anell, on hi ha detectors. Aquests 4 punts de l'anell són CMS, ALIS, ATLAS i LHCB. A data d'avui, el CERN compta amb 25 estats membres, però podríem dir que és un laboratori global. És a dir, que a part dels estats membres, que la majoria són europeus, també col·laborem activament amb desenes de països associats i observadors, com podrien ser-ho als Estats Units, Japó o Índia. Aquí, a veure si funciona el vídeo...

34:02

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí us mostro un vídeo, aquí veiem l'accelerador que està entre 40 i 100 metres sota terra i en el qual s'injecten aquestes partícules, protons, que es fan circular en dos sentits oposats i que es fan col·lisionar en quatre punts de l'anell on hi ha detectors. En el centre d'aquests detectors es produeixen aquestes col·lisions que generen partícules que es detectaran amb els detectors que estan al voltant d'aquest punt d'interacció entre les partícules.

34:25

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

A mi m'agrada, quan parlem de les instal·lacions que tenim aquí en el CERN, m'agrada fer una mica l'analogia amb un microscopi. Un microscopi és un instrument de mesura que ens permet observar diferents tipus d'objectes a una escala de l'ordre del micròmetre. I d'aquest micròmetre ens ve el nom de microscopi. De fet, en el CERN tenim aquesta infraestructura que bàsicament conté aquests acceleradors, detectors i tota una infraestructura d'anàlisi de dades que bàsicament ens ajuda a...

34:47

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

estudiar la matèria a l'escala de l'atòmetre, és a dir, a 10 a menys 18 metres. Per això necessitem aquesta infraestructura. I en aquest sentit, i tornant a l'analogia, m'agrada fer l'analogia amb un microscopi, aquí en el temps el que tindríem és un atoscopi, és a dir, un instrument que ens permet...

35:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

mesurar o estudiar objectes, si voleu dir-ho així, a una escala del 10 a menys 18 metres. Bàsicament, en aquesta sessió de xerrades tindrem l'Anna, que ens parlarà més sobre detectors, i el Pere Mató, que ens parlarà sobre l'anàlisi de dades.

35:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquestes partícules, aquests protons que viatgen en l'interior de l'accelerador i que es fan col·licionar o interaccionar, podríem imaginar-ho no com un continu de protons, sinó com paquets de protons. Cada paquet pot tenir de l'ordre de 10 a 11 protons i que es fan interaccionar en el centre d'aquests detectors. En el que diem bench crossing, quan aquests paquets de protons que viatgen en direccions oposades es creuen, tenim de l'ordre d'entre 20 i 40 interaccions.

35:41

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I aquestes interaccions, aquests paquets es creuen 40 milions de vegades per segon. És a dir, tenim unes interaccions a 40 MHz, i de fet, la raó per les quals es fan interaccionar aquest ritme, aquest ritme tan elevat, és a dir, 40 milions de vegades per segon, la raó és que bàsicament tenim una col·lissió interessant pels físics, per ser estudiada, de l'ordre de cada 10 a la 12 col·lisions. En aquest sentit, trobar partícules interessants o trobar...

36:04

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

interaccions interessants entre partícules és una mica com buscar l'agulla en un paller i és per això que es fan col·lisonar aquests ritmes tan elevats.

36:13

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Ara us parlaré una mica de la detecció de partícules, i en aquest sentit, i tornant a les analogies, m'agrada fer aquesta analogia d'un detector. Un detector per mi és un instrument que serveix per descobrir la presència d'alguna cosa a través d'algun tipus d'indici. Les partícules no les podem veure amb els nostres ulls, però podem descobrir la seva presència en un material a través d'uns indicis. És a dir, aquestes partícules, quan travessen un detector, ens deixen unes petjades, que és el que tindríem aquí. I podem, bàsicament...

36:35

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

reconeixer aquestes partícules a través de les seves petjades. Hi ha diferents tipus de partícules, diferents tipus de famílies, com poden ser les partícules alfa, que són nuclis d'eli, les partícules beta, que són electrons ràpid, les partícules gamma o els fotons X, que són fotons, bàsicament, i aquestes diferents tipus de famílies ens deixen un tipus de petjada diferent quan travessen un detector. I estudiant aquest tipus de petjades, que és característic a cada partícula,

36:55

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

podem intentar extreure una informació sobre aquestes partícules, com per exemple l'energia, la càrrega elèctrica, el punt on es va crear i la seva trajectòria. En aquest sentit, de la mateixa manera, i fent l'analogia, estudiant aquestes penjades, podríem extreure informació de si es tracta d'una persona, si es tracta d'un animal, quin tipus d'animal. Podríem intentar, inclús mesurant la profunditat d'aquestes penjades a la neu, podríem inclús deduir informació, com per exemple el pes de la persona o de l'animal. I de la mateixa manera, amb les partícules, analitzant la informació que ens deixen en el detector, podem extreure informació com l'energia, càrrega elèctrica o la trajectòria.

37:24

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Si heu vist en aquesta imatge del Museu de la Ciència de Barcelona, si heu vist una càmera de boira, bàsicament podem identificar diferents tipus de petjades de diferents tipus de partícules. Per exemple, aquí aquestes petjades més gruixudes serien de partícules que interaccionen molt amb el gas que hi ha a l'interior d'aquesta càmera de boira, creen aquests nuclis de condensació, creen aquesta boira, i aquesta trassa seria la trassa típica d'una partícula alfa, una partícula que interacciona fortament amb el gas degut a la seva massa i degut a la seva càrrega elèctrica.

37:46

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

També veiem altres tipus de partícules, com per exemple el muó, del qual ens parlava el Paul Bordes. Aquesta traça és una traça rectilínia. És una traça rectilínia d'una partícula energètica que, a través del material, deixa un rastre d'ionització a través del gas d'aquesta càmera de boira. També veiem altres tipus de partícules, com per exemple, podria ser aquesta partícula que veiem aquí, que podria ser un electró, un electró ràpid, que a mesura que entra en el material d'aquesta càmera de boira i va interaccionant amb els electrons que estan presents en el gas, va canviant, va corbant la seva trajectòria i va perdent energia a mesura que avança. I estudiant aquest tipus de partícules...

38:14

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

aquest tipus de traces, com veiem aquí, en aquesta cambra de boira, podem donar informació sobre el tipus de partícules que ha aparegut.

38:21

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Durant els detectors de partícules de l'LHC, aquí veiem un detector, aquest seria el detector de CMS, i aquí veiem una persona en aquesta grua. Aquests detectors estan formats per diferents capes, i la capa més interior, la capa que està més propera al punt on es realitzen aquestes col·lisions entre protons, hi ha uns detectors, que anomenem detectors de traces, i que tenen els quals les seves especificacions són un repte tecnològic, perquè bàsicament han de processar individualment la senyal depositada en el sensor per cada partícula. Ho han de fer molt ràpidament, perquè, com us comentava, hi ha 40 milions...

38:51

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

es realitzen 40 milions de col·lisions per segons, les col·lisions passen, és a dir, cada 25 nanosegons, i el detector ha de ser capaç de detectar una partícula que ens arriba en aquest instant i estar preparat perquè d'aquí a 25 nanosegons poder tractar o poder processar la següent partícula. Han de tenir una resolució espellal de l'ordre de desenes de micròmetres i han de tenir unes especificacions amb una massa mínima, baix consum de potència i...

39:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

han d'estar dissenyats, aquests detectors que tenim aquí al centre, per resistir a forts nivells de radiació. Actualment només hi ha una tecnologia que pot complir amb aquestes especificacions, i és la tecnologia del que anomenem detectors de píxels híbrids. Aquí, de fet, veiem una fotografia d'un detector de píxels híbrids, en aquest cas és un detector d'epics 3, i la idea és que anomenem pixels híbrids. La paraula híbrid ens transmet la idea que estem unint dues tecnologies per crear, en aquest cas, un detector. I les dues tecnologies que estem unint és, primer de tot, la tecnologia del sensor, que és la capa de dalt que veiem aquí.

39:44

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

i que bàsicament aquest sensor el que està fent és convertir l'energia de la partícula incident en un senyal elèctric i després tenim la tecnologia de l'electrònica de lectura, que és el que dissenyem a la meva secció, que és bàsicament el que ens està transformant aquest senyal, aquesta senyal elèctrica creada per la partícula i fa un tractament.

40:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

del senyal, primer l'amplifica, després la compara amb un nivell llindar i després activa una lògica, uns circuits digitals que bàsicament ens permetran de digitalitzar o de discretitzar les propietats d'aquesta senyal elèctrica, com pot ser per la mesura de l'energia o per la mesura del temps d'arribada d'aquesta partícula.

40:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

De fet, aquestes especificacions que us mencionaven abans, que són pròpies al camp de la física d'altres energies, també són comunes o es comparteixen amb altres aplicacions, com per exemple amb imatge mèdica, en particular escàners amb ratxics, mamografia, dosimetria...

40:30

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

en teràpia per a drons. També són aquestes especificacions, també són comunes, algunes aplicacions en biotecnologia i ciències de la vida, com podria ser l'electro-microscopia amb electrons o espectrometria de masses, aplicacions a l'espai, com per exemple la monitorització de la radiació a la qual estan exposats els astronautes. Si heu sentit parlar d'aquesta missió Orion que es va enviar fa uns dies, que va durar una dezena de dies i en la qual els astronautes es van donar una volta a la Lluna, en aquella missió hi havia sis dispositius tèmpics que hem dissenyat aquí, que estaven...

40:59

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

mesurant en temps real la dosi de radiació a la qual estan exposats els astronautes quan aquests travessen, per exemple, els amells de Van Halen que envolten la Terra. I altres aplicacions poden ser seguretat o instrumentació analítica. I en aquest cas veurem un exemple concret d'aquí a unes transparències. Com us deia abans, un detector de píxels híbrids. Si hi ha alguna pregunta, no dubteu en interrompir-me. De fet, us ho aconselleria perquè també em dona una mica de feedback sobre el que us estic explicant. I si hi ha alguna cosa que no queda clara, no dubteu en interrompre.

41:25

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Com us deia abans, la tecnologia de píxels? Sí, refaig-vos la... Hi ha una pregunta, n'aixeca la mà. Sí, endemà.

41:31

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Elisabet. No, jo només eres, però si ara tampoc no ero per interrompre, però ja al final de tot, si em podies tornar a repetir com passàvem dels títols que estan accelerats en l'LHC, quan donem les voltes, en els quatre punts aquests que heu dit a l'Atlas, el CBC, l'Alis i l'altre, en el detector, els passos. O sigui, té un senyal elèctric, o sigui, una mica tornar a repetir perquè m'ha quedat, o sigui, m'he perdut. O sigui, dóna voltes, però no cada volta, això que em suposo. O sigui, tornar amb paraules com per la gent que no hi entenem, després en un moment, tornar explicant com, així a grosso modo, dir, doncs, dóna'm voltes, suposo, en un moment deus fer les col·lisions del que veiem un sent

42:00

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Es tornen a separar després junts perquè no es col·lusionin, donen la volta dels ganes segons, que és més que més tornar a explicar una mica els passos perquè es m'ha perdut una mica. El moment de la col·lisió, com passa, de senyal elèctric, en el senyal lògic, entre prestació de números que després es fan. D'acord. Deixa'm avançar un parell de transparències i torno a la teva pregunta. Sí, perfecte. Avanço un parell de transparències i torno a la teva pregunta. Com us deia abans, un detector de píxels híbrids? És la paraula híbrid?

42:26

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

ens transmet el fet que estem unint dues tecnologies. La primera tecnologia és, i aquí veiem un detector de píxels híbrids, aquí veiem la tecnologia del sensor i aquest subtracte d'aquí seria l'electrònica de lectura. La idea és que estan separats el sensor i l'electrònica de lectura i de tal manera que podem optimitzar els dos per separat per cada aplicació. De fet, aquí veiem el que anomenem bambons, que és bàsicament la tecnologia que interconnecta, són petites boletes d'estany que interconnecten el sensor amb l'electrònica de lectura.

42:53

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

La idea, i aquí intento resoldre una part de la teva pregunta, aquest dibuix d'aquí el que il·lustra és, i no és escala, il·lustra la part del sensor i la part de l'electrònica de lectura. Quan hi ha una partícula que deixa energia en el sensor, aquesta partícula, per exemple, si és un fotó, aquest fotó interacciona amb un electró que està en un àtom del material del sensor, que sovint és sílici. Per certes aplicacions podem utilitzar altres tipus de material, com telurur de cadmi o arseniur de gali.

43:22

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquesta partícula que interacciona amb un electró en el sensor li dona una energia a aquest electró, que s'acostuma anomenar fotoelectró, i aquest fotoelectró interacciona amb els electrons que estan al seu voltant. I això genera un núvol d'electrons. I aquests electrons, degut al fet que hi ha un camp elèctric en el sensor, degut a que posem un potencial, una tensió que pot ser de l'ordre de 100 volts,

43:49

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Degut aquests 100 volts es crea un camp elèctric i sota la influència d'aquest camp elèctric aquests electrons es desplaçaran cap als electrodes de col·lecció i aquest desplaçament és el moviment d'aquests electrons a l'interior del sensor, és el que ens està creant una senyal elèctrica, una corrent elèctrica, que després serà tractada o processada per aquesta electrònica de lectura. Llavors l'electrònica de lectura, què és el que fa? Estic simplificant una mica, estrictament ja es creen...

44:14

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

parells del que es diu electroforat, els electrons viatgen en una direcció, els forats en la següent prou. Per simplificar, aquests electrons que passen de la capa de valència a la capa de conducció, degut a l'energia que els hi ha impartit aquesta partícula, es desplaçen, això creu una senyal elèctrica, i després, bàsicament, tenim una electrònica que està connectada en aquest terminal d'aquí, i que, bàsicament, hi ha el que es diu un amplificador de càrrega, que, bàsicament, aquest senyal que es genera és un senyal molt feble, és un senyal que pot contenir de l'ordre de...

44:38

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

2.000, 3.000, 4.000 electrons. És un senyal molt, molt dèbil que hem d'amplificar amb el que es diu un amplificador de càrrega. Després d'haver amplificat aquest senyal tenim un pols, un pols similéssim amb un osciloscopi. Aquest nodal d'aquí el que veuríem és un pols que sembla un triangle. Després tenim un comparador que bàsicament compara la sortida d'aquest amplificador amb un nivell llindar, amb un threshold.

45:01

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

i bàsicament després d'aquí aquest comparador ens està fent la interfície entre el món que anomenem analògic, és un món continu, a un món digital, un món...

45:10

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

on tots els senyals estan quantitzats amb zeros o uns. És a dir, aquí tindríem un pols que, bàsicament, seria algo així, entre zero volts i un volt, o el nivell que sigui, però només hi ha dos nivells possibles, zero o un. I, bàsicament, aquí el que tindríem és el tractament digital. És a dir, aquí podríem, per exemple, tenir un circuit que ens permetria mesurar la duració d'aquest pols.

45:35

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

És a dir, podríem tenir un cronòmetre que l'activem en aquest flanc de pujada del senyal i el desactivem en el flanc de baixada del senyal. I aquest cronòmetre ens estaria donant el que anomenem time over threshold, és el temps de la durada d'aquest senyal que està per sobre del nivell llinda. I això, per exemple, és una mesura fent aquesta mesura del temps per sobre del llinda. Això és un temps que és proporcional a l'energia dipositada per la partícula. O podríem arribar a mesurar també, podem tenir un cronòmetre que ens mesura el temps d'arribada d'aquest senyal en el detector.

46:01

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Llavors, tornant a... O sigui, aquesta seria la part detallada de la cadena de processament del senyal que tenim una vegada la partícula ens ha deixat un senyal. Després, en el que comentaves, el detector, en l'accelerador, bàsicament tenim l'EHC, que és aquest túnel d'uns 27 quilòmetres de circunferència, i bàsicament les partícules, abans de ser injectades en l'accelerador, bàsicament tenim un accelerador lineal.

46:26

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Un LINEC, un accelerador lineal, en el qual primer s'extrauen els protons de molècules d'hidrogen. Aquests protons s'acceleren en aquest accelerador lineal. Després s'injecten en diversos acceleradors. Per exemple, tenim el PIES, que és el proton synchrotron. Després tenim l'SPIES, el superproton synchrotron. I després una vegada s'han injectat per aquests acceleradors. Cada vegada la seva energia es va...

46:49

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

augmentant fins al moment en què s'injecten en el LHC, en el gran accelerador. Aquesta injecció en l'accelerador circula per dos cavitats en sentits oposats i a una velocitat que és molt propera a la velocitat de la llum. I aquests dos feixos que van en sentits oposats es fan col·lisionar amb quatre punts de l'accelerador, que són aquests detectors, que són atlasalis LHCB, S i CMS. Llavors, la idea és, com us comentava,

47:20

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

circulen en sentits suposats i circulen en paquets. Llavors, quan aquests paquets de partícules es creuen, heu de pensar que aquests paquets estan confinats en unes dimensions molt petites de l'ordre de micròmetres. I quan es creuen aquests paquets, alguns d'aquests protons interaccionen i quan interaccionen es creen aquestes partícules.

47:44

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

que surten en diferents direccions i que, sota la influència d'un camp magnètic, tenen una certa curvatura. Llavors, la idea és que al voltant d'aquest punt de col·lisió posem diferents tipus de detectors, bàsicament, aquests detectors híbrids, que bàsicament ens estaran enregistrant aquestes traces.

48:05

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I bàsicament la idea és que els físics el que faran serà estudiar aquestes traces per tal de determinar quin tipus de partícules es va crear amb aquesta col·lisió i per intentar reconstruir aquest tipus de col·lisions.

48:16

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

No sé si queda una mica més clar, si no, podem... Sí, moltes gràcies, vull dir que ara ja hi hagi això del senyal. Hi ha només una última cosa. M'has dit que hi ha un accelerador lineal, després s'accelera amb uns altres, que poden ser antics acceleradors i que van posant per accelerar, però després, quan entren en l'axe, o sigui, abans de fer-los col·lusionar en un dels quatre punts, passen el punt dubte, diguem-ne, també s'accelera algunes voltes. O sigui, el que vull dir és, en el moment, ara ja m'has dit que hi ha un accelerador, després entren en un, l'accelera més, un altre més, i després un cop ja tenen la velocitat, o sigui, estan accelerats i entren en el gran. Aleshores, en el gran donen voltes abans de fer-los col·lusionar, també

48:43

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Correcte, correcte. I després d'anar tant, els files d'això, o algun tipus d'electroïmano, ho fas el que vagin, diguem-ne, que vagin en el detector, fan les col·lisions, molt ràpidament es neteja això perquè el que ens ha fet el dibuix, el que torni a entrar com el material en blanc, i el cap dels nanos segons torna a viure un altre que el fan col·lisionar. Era una mica la idea és això, no? Sí, correcte, correcte. No és la meva especialitat, però sí, la idea és que un dels reptes que hi ha quan les partícules circulen a l'anell és primer que conservin la seva trajectòria, tenir-les confinades amb aquests feixos. La idea també és que...

49:10

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquests paquets n'hi ha de l'ordre de 2.800, em sembla què és, en un moment determinat hi ha uns 2.800 paquets de partícules, de protons, i aquests protons van girant durant, bàsicament, hores en el detector. I, bàsicament, la luminositat o l'ombra de protons va disminuint amb el temps i hi haurà en algun moment que es tindrà que tornar a omplir l'accelerador, l'ILHC, amb nous feixos. Però la idea és que...

49:36

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

circulen per l'accelerador durant hores, un mateix paquet circula durant hores per l'accelerador i s'accelera i es tenen confinats i el paquet es treballa en camps electromagnètics per tal de tenir-lo confinat en cada moment i per optimitzar també el fet que quan es troba en un altre paquet que viatja en direcció oposada a l'hora de col·lisions sigui el més elevat possible. De fet, puc afegir una cosa? Quan jo vaig anar al CERN...

50:00

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Una de les tasques que ens van demanar per poder acceptar-nos, en comptes de fer una carta de motivació, que també ens van dir que ens havíem d'imaginar que érem un dels protons descartats. En realitat, aquests protons, n'hi ha molts, n'hi ha moltíssims, però n'hi ha molt pocs que col·lisionin. Les probabilitats que col·lisionin són molt, molt, molt petites. Per això s'ha de fer amb aquestes velocitats i amb aquestes freqüències amb bèsties. I, malgrat que es produeixen moltes col·lisions, en realitat, la majoria dels protons acaben siguent descartats. A mesura que es va gastant els protons, perquè van col·lisionant dintre dels detectors, es va gastant la luminositat d'aquest feix i arriba un moment, diguem-ne, que ja...

50:24

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

no és prou útil i aleshores es descarta i s'envia per un túnel a xocar contra una paret de ciment, bàsicament. Allà és on van a morir tots els protons del ferm que han sigut descartats una vegada no han produït una col·lisió en un dels detectors. De manera que aquesta idea que tenies tu que estaven allí girant, girant, girant, ja és correcte. De fet, és tot un procés. Posar-lo en marxa és tot un procés. I després estan hores agafant dades i entenc que després estan anys analitzant-les. Més o menys seria. És correcte, és correcte. Molt bé. Sí, sí, sí, merci Dani pel comentari. Llavors, tornant al detector, bàsicament el que hem...

50:51

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

La mateixa analogia que teníem amb la cambra de boira, en la qual podíem detectar diferents tipus de partícules amb diferents tipus de traces, això també ho veiem en detectors de silici. Tenim el que seria l'equivalent de la creació d'aquests nuclis de condensació, seria l'equivalent en els detectors de silici a aquestes ionitzacions que ens permeten veure diferents tipus de partícules amb unes traces que són característiques d'aquest tipus de partícules. I una mica això és el que veureu en el taller que fareu amb el Dani.

51:18

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Només una pinzellada, aquí, bàsicament, això ja ho he comentat abans, el diferent processat que fem amb els detectors, l'amplificació de la carga que ens arriba, la comparació amb un nivell llindar, i aquí, bàsicament, aquest comparador ens està fent la interfície entre el món analògic, entre el món continu i el món digital, el món discret, i la idea que us volia transmetre amb aquesta transferència és, bàsicament, que la meva feina és convertir aquestes capsetes, aquests diagrames de blocs, amb uns esquemes en el qual, bàsicament, el bloc constituent és un dispositiu de tres terminals que es diu el transistor.

51:44

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

De fet, el transistor crec que és malauradament una mica desconegut en el món, però malgrat ser un component electrònic una mica desconegut pel públic, és el component que bàsicament ha canviat la tecnologia en els últims anys. És el que avui està fent possible tots els avanços en computació, tots els avanços en comunicacions, tots els avanços en...

52:07

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

amb intel·ligència artificial. Tot això és gràcies a un component de tres terminals que és el transistor i que funciona bàsicament com una aixeta. Bàsicament té un drenador, un sortidor i una porta i canviant la tensió a la porta pots modular el corrent que passa de drenador a sortidor.

52:20

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

De fet, tornant a aquesta evolució en la indústria de la microelectrònica, aquí en aquesta gràfica veiem en un eix logarítmic el nombre de transistors en funció de l'any. I els diferents punts són diferents xips, diferents circuits integrats. I el que veiem bàsicament és que aquest eix, el creixement, és bàsicament exponencial. És a dir, estem parlant d'una indústria que està desenvolupant-se gràcies a un component, que és el transistor, i el nombre de transistors que podem integrar en un circuit electrònic es doble.

52:48

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

bàsicament entre 18 mesos o dos anys. I això fa que, de fet, aquesta gràfica, si la mostréssim amb un eix lineal, bàsicament seria una exponencial, que en un eix logarítmic tenim com una línia recta. I, de fet, bàsicament, aquesta llei, això que us he comentat, que el nombre de transistors per circuit integrat es doble aproximadament cada 18 mesos, cada dos anys, és el que és conegut com la llei de Mur, Mur és aquest senyor que veiem aquí, que ja va...

53:11

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Per dir, aquesta evolució de la tecnologia, crec que el 1971, al final dels 60, principis dels 70. I de fet, és el camp de la microelectrònica en el qual treballo, és passionant, per això no, per l'evolució tan ràpida, que ens permet...

53:33

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

integrar aquest gran nombre de transistors, i qui diu transistors està dient operacions per segon, que ens permet fer aquests circuits. Perquè tinguem una idea, una altra analogia, és que quan aquest senyor, el Gordon Moore, va fer la seva predicció, que es va conèixer com la llei de Moore, bàsicament en un circuit integrat podríem integrar de l'ordre d'uns 1.500 transistors. Perquè tinguem una idea de l'escala, és bàsicament el nombre de persones que cabria en un teatre avui en dia.

53:59

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Avui, en els xips que, en aquests anys d'evolució d'aquesta indústria microelectrònica, avui en un circuit integrat podem integrar més de 10.000 milions de transistors, que és bàsicament perquè tingueu una idea, per posar-ho en context amb el nombre de persones que teníem en una sala de teatre, avui en dia podem integrar més transistors en un xip que persones hi ha a la Terra, perquè veieu una mica el context d'aquesta evolució tecnològica. Passen molt ràpid, com us deia abans, les col·laboracions MediPIC són col·laboracions internacionals i multidisciplinars.

54:23

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

que han desenvolupat aquesta tecnologia en el CERN, dissenyant els xips. Les col·laboracions el que fan és desenvolupar les aplicacions al voltant d'aquests xips. Aquí veiem el mapa amb la col·laboració MediPix2. La majoria d'instituts està a Europa, però també tenim un parell als Estats Units, Houston i a Berkeley.

54:38

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Col·laboració MediPix 3, també tenim centres a una universitat a Bogotà, a Colòmbia, un sincrotró a Campines, a Brasil, i una universitat a Christchurch, a Nova Zelanda. I aquí veiem bàsicament els instituts de col·laboració MediPix 4, però de fet aquesta transparència m'acabo de donar, que és una mica antiga, perquè actualment tenim un institut també a la Xina i un altre a Filipines. Dissenyem dos tipus de xips, els xips MediPix i els xips TimePix. Els xips MediPix s'han desenvolupat.

55:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

per fer un tractament ràpid de la senyal, per poder processar un flux de partícules molt important, que això seria, per exemple, interessant per les aplicacions com radiografia, imatge mèdica, i els xips TimeVix el que fan és que ens donen molta més informació per a cada partícula que ens arriba, però, bàsicament, podem tractar un flux de partícules inferior.

55:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

i ens donen informació medi. El fet que vam anomenar medi-pics és perquè vam pensar en aquell moment en l'utilització en aplicacions mèdiques, i time ve de temps, són píxels que ens donen temps d'arribada de cada partícula, i l'energia, per la mesura del temps que l'assenyal a la sortida de l'amplificador, està per sobre del nivell llindar.

55:31

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Degut a temps, em sembla que em quedaria amb l'aplicació d'aquests xips en radiografia. I en aquesta primera transparència, per explicar aquesta aplicació, la idea que m'agradaria transmetre és que en un tub, que podríem tenir per exemple en un tub de raig X que podríem tenir en un hospital, degut a la física de com estem generant aquests raig X, el que tenim a la sortida del tub de raig X no és...

55:54

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

No són radios X a una sola energia, sinó que també tenim un espectre d'energies, un espectre continu d'energies en el qual tenim aquests radios X. De la mateixa manera que els fotons visibles, la llum la veiem en diferents colors, perquè degut a diferents tipus d'energia d'aquests fotons, i amb els nostres ulls, és a dir, amb els nostres fotodetectors, estem veient els diferents tipus d'energia dels fotons com diferents colors. La idea que ja us volia transmetre aquí és que els radios X també tenen colors o també tenen diferents tipus d'energia.

56:17

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

En aquesta altra transparència, el que volia transmetre és que diferents tipus de material o diferents tipus de teixits o de materials estan atenuant el raig X de forma diferent. És a dir, si tenim un espectre incident, que podria ser un espectre continu com aquest, bàsicament aquests diferents materials ens estan fent un shaping, ens estan canviant la forma d'aquest espectre d'energies que tenim i que després ens arribarà al nostre detector.

56:42

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Això també ho veiem, per exemple, en diferents tipus de metalls. Aquí veiem coure, ferro, platí, estany, plata i molibdè. Diferents tipus de material tenen una atenuació diferent depenent de la seva energia. I, de fet, aquestes gràfiques que veiem aquí, com veieu, són característiques dels tipus de material. I cada tipus de material ens està donant una gràfica diferent que bàsicament està íntimament relacionada amb l'estructura electrònica d'aquest material que tenim i que ens està atenuant de forma diferent els fotons en funció de la seva energia.

57:12

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquí veiem tres imatges que bàsicament estan preses amb el detector MediPix3 i són tres imatges que es van prendre amb una sola adquisició. És a dir, amb el MediPix3 funciona com una càmera, tenim un obturador, obrim l'obturador, tanquem l'obturador i durant el temps d'adquisició del senyal estem classificant els fotons que ens arriben al detector amb tres energies diferents. Els fotons de baixes energies, mitjanes energies i altes energies. El que podem veure amb aquestes tres imatges és que, si us fixeu, els fotons de baixes energies ens estan donant una informació que és complementària a la informació que ens donen els fotons d'altes energies. Per exemple,

57:41

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Els fotons de baixes energies ens estan donant una senyal molt clara, molt nítida, en aquests materials de l'objecte, que són més tous, que atenuen menys, si voleu, els ràgios X, els materials més soft, com per exemple podria ser aquest plàstic o com podria ser el líquid que hi ha a l'interior de l'encenador. Però aquests fotons de baixes energies, com són atenuats per aquestes zones metàl·liques de l'objecte, per aquestes parts metàl·liques de l'objecte, ens donen menys informació de contrast en aquestes zones.

58:06

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

els fotons d'altres energies, és completament complementari. Perdem contrast als materials d'aquests tous, com per exemple el líquid de l'encenador, però ens donen molta més informació de què hi ha a l'interior d'aquests materials més pesats, més art.

58:20

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I, bàsicament, l'idea que tenim en aquest projecte és classificar els fotons segons les seves energies i atribuir-los-hi pesos diferents, segons si són baixes energies, mitges energies i altres energies, per fer imatges que conservin a la vegada la informació dels fotons a baixes energies i d'altes energies també.

58:37

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Aquest és un altre exemple del que es pot fer. Això són mostres de diferents tipus de metalls, com per exemple coure, molitè, tungstè, titani, i amb diferents espessors. I això, bàsicament, aquests nivells de grisos que veiem aquí serien els nivells de grisos que es podrien atribuir, per exemple, en una imatge en raig X d'aquests materials. Però, bàsicament, aquests nivells de grisos poden tenir certes ambiguïtats si juguem amb el tipus de material i l'espessor d'aquests materials.

59:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Però, bàsicament, si combinem el fet que el tub de raig X ens està donant un aspecte d'energies, és a dir, diversos colors, ho combinem amb el fet que cada material té una forma d'interaccionar amb el raig X, que és característica del material, i ho combinem també amb el tercer punt, que és el fet que tenim píxels, tenim detectors, que poden classificar els fotons segons la seva energia, això ens permet, bàsicament, identificar materials i poder-los assignar un tipus de color característic del material.

59:22

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Bàsicament això ho podem traslladar a l'anàlisi, per exemple, en aquest cas seria una obra d'art, un quadre que va ser signat per la signatura que posava Vincent.

59:33

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

com si fos de Van Gogh, però que s'havia trobat aquest quadre i no s'havia mai repertoriat a la casa Van Gogh d'Amsterdam. Els nostres companys d'aquesta empresa, Inside Art, que és una spin-off d'una companyia que es diu Atbecam, que desenvolupen detectors i que tenen una llicència de comercialització dels nostres detectors, van fer l'estudi amb raig X d'aquesta obra d'art i bàsicament el que vam veure és això. Aquí veiem bàsicament la llens, la fusta, podem veure els claus, podem veure diferents estructures, com per exemple l'escala, aquesta escaleta la podem veure aquí, podem veure les muntanyes a l'horitzó d'aquesta obra d'art, podem veure...

1:00:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

la palla aquí. Però ara podem, amb aquesta informació de color dels ràgics, identificar materials i assignar a cada material un color diferent. I, de fet, això és el que van veure, el que van descobrir, identificant diferents tipus de material a la mostra. I ara, bàsicament, això ho podem fer, com us deia, degut a tenir píxels que poden detectar el color dels ràgics. I ara, amb aquesta informació, ho podem processar amb software, bàsicament quedant-nos amb uns materials i treure'ns altres de la mostra. I, de fet, aquí ja podem veure, si us fixeu, ja com una silueta.

1:00:28

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I, bàsicament, això és el que van trobar els nostres companys. És el fet que l'autor del quadre, que havia pintat un paisatge, havia utilitzat un llenç en el qual prèviament havia pintat un nu femení. I, de fet, aquest nu es correspon amb la tècnica utilitzada per Van Gogh als anys 1880-1888, quan donava classes de pintura a París. I, de fet, amb aquesta tècnica d'anàlisi amb ràgics es poden aportar proves per a l'autentificació final d'aquest quadre.

1:00:53

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Veig que vaig bastant malament de temps i, de fet, acabaré aquí. Qui diu detectar materials en una obra d'art també pot utilitzar aquesta tècnica per fer escàners i escanejar un detector i un tub de regics al voltant d'una mostra, en aquest cas un canell, i poder veure-les i detectar aquests implants i detectar el material amb el qual estan fets. De fet, aquesta imatge es va fer amb 12 detectors de Medipix 3, amb detector de taluror d'acadmic, amb un escàner com aquest. Aquest escàner està instal·lat a l'OSAN.

1:01:22

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

També podem veure un escàner, una tomografia, en aquest cas d'un tomell.

1:01:31

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

i bàsicament també dir que amb aquesta tecnologia que vam començar aquí en el tern, els píxels híbrids es van inventar per les necessitats dels detectors per física d'altres energies, avui en dia hi ha una tendència per portar-los cada vegada més cap a equipament mèdic i en aquest sentit organitzem, de fet aquests dies estic bastant ocupat organitzant el que serà el 8è workshop d'aplicacions mèdiques dels detectors de granx X amb espectroscopia que permeten detectar color. La propera edició serà la setmana vinent.

1:01:59

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I en aquest workshop, bàsicament, el que tenim és gent que ve una mica de tot el món, incluent indústria i acadèmia, per tal de tenir discussions i fer avançar la tecnologia, aquesta tecnologia que es va crear per física d'altres energies, a altres camps, com per exemple, en aquest cas, la medicina. I, bàsicament, amb aquesta nota acabaré la meva presentació. Donant-vos les gràcies per la vostra atenció.

1:02:21

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Moltes gràcies a tu, Rafa. Molt interessant sempre, molt instructiu i la veritat és que hi ha moltes coses a explicar, moltes coses a comentar i a vegades es fa difícil no embolicar-te en coses. La veritat és que l'oportunitat que tenim de treballar amb aquestes coses i amb aquests detectors a les escoles és molt bona. No sé si algú té alguna pregunta que li vulgui traslladar. Jo m'ha quedat una curiositat. Quan es parla dels 25 nanosegons, quina és la resolució temporal del TimePix? Perquè és una cosa que no n'hem parlat mai, que és el mínim que es pot mesurar. Correcte, és com sempre una molt bona pregunta. De fet...

1:02:47

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Cert, cada 25 nanosegons hi ha col·lisions. De fet, tornant a les analogies que m'agrada tant fer, de fet, 30 nanosegons és a un segon, el que un segon és a un any, perquè tingueu una escala. 30 nanosegons és a un segon, el que un segon és a un any. Amb els timepics, i també relacionaré una mica amb la meva resposta al que us comentava abans de l'evolució de la microelectrònica. Tenim el timepics 1, el timepics 1 és el xip que utilitzareu vosaltres en el laboratori. La resolució temporal que té és de 10 nanosegons.

1:03:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

En el TimePix 1 és un xip que vam implementar amb la tecnologia que anomenem quartermicron, és a dir, la longitud mínima del canal del transistor més petit són 250 nanòmetres. Per fer el TimePix 3 vam passar a un altre node tecnològic, vam implementar amb 130 nanòmetres i la resolució temporal del TimePix 3 és 1,56 nanosegons, és a dir, passant de 10 nanosegons a 1,56 nanosegons. A TimePix 4 vam passar de 130 nanòmetres a 65 nanòmetres i la resolució són 200 picosegons.

1:03:41

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

I ara estem treballant amb una tecnologia de 28 nanòmetres. 28 nanòmetres vol dir que la longitud del canal del transistor més petit són 28 nanòmetres. I estem dissenyant un xip que anomenem PicoPics, que estem intentant obtenir una resolució temporal de l'ordre de 30-40 picosegons. I aquí també val a dir que no tots els sensors poden estar adaptats a aquestes resolucions que últimament podem tenir amb l'electrònica. I el codisseny del sensor amb l'electrònica de l'actura és fonamental.

1:04:11

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Molt bé, entenc que això obre noves vies de recerca de tot, de l'anàlisi de reaccions químiques en temps real i coses d'aquest estil. Correcte, correcte. Veig aquí una pregunta del Jordi Corbalan. Sí, més que una pregunta és una defensa del transistor, perquè ja el meu avi ja s'anava dormint el transistor sota l'orella, per tant, tan desconeguts, tan desconeguts, no veig que sigui. I amb aquesta broma ja m'acunyado. De fet, el transistor, el primer transistor em sembla que és del 1947, el transistor...

1:04:37

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

es va anomenar, per exemple, les ràdios que teníem, les anomenaven transistors, perquè bàsicament el transistor era el dispositiu per amplificar la senyal que s'estava utilitzant. Però sí que és veritat que aquest dispositiu de tres terminals porta, trenador, sortidor, com funciona el seu funcionament i el fet que en un dispositiu com un telèfon mòbil en tenim quantitat.

1:05:00

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

com de milers de milions, és el fet que trobo per les meves discussions, per les meves xerrades amb gent que no sempre es coneix, que no sempre es coneix també aquesta evolució de la microelectrònica, que ha evolucionat, per exemple, si comparéssim amb l'evolució del temps que triguem en el temps dels transports públics, per exemple, en 20 anys, a vegades tinc la sensació que quan agafo el tren per anar a Barcelona hem anat inclús cap enrere, mentre que la indústria microelectrònica ha evolucionat cada vegada, cada dos anys, en un factor 2.

1:05:27

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Amb els meus fills m'agrada, és una cosa que els vaig fer una vegada, els vaig posar aquest taulell d'escacs i els vaig dir, poseu en la primera casella un granet d'arròs, en la segona casella dos, en la tercera quatre, vuit, setze, trenta-dos, seixanta-quatre, i aneu multiplicant cada vegada per dos. De fet, van començar molt il·lusionats, van omplir la primera línia, però ja no van passar dels 256. I a la pregunta quants granets d'arròs caldria per omplir tot el taulell,

1:05:53

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

De fet, es necessitaria la producció anual de tota la Terra multiplicada per 250 o 260 per omplir tot el taulell. Aquesta és l'escalada o l'evolució de la microelectrònica. És una evolució que és exponencial. I el meu comentari desconegut era més perquè, de fet, és una indústria que és superimportant, perquè, com us deia, la computació, les telecomunicacions o l'intel·ligència artificial depenen d'aquesta evolució. Avui en dia, les empreses...

1:06:15

S… Speaker 1 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Empreses que estan anant molt bé amb bossa, per exemple, són aquestes empreses que envidia TPSMC. I és gràcies a aquesta capacitat d'integrar tants transistors en obsidius. I també això s'uneix a les qüestions geopolítiques. Perquè aquesta illa a prop de Xina és tan important per la seva capacitat de produir xips que no es poden produir gairebé arreu del món. Només hi ha tres empreses que poden produir els xips a 5 nanòmetres. Són TSMC, Samsung i Intel. Però bàsicament el 95% dels xips més potents d'avui en dia, en termes de computació, s'estan produint a Taiwan.

1:06:45

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

Bé, dius, és una cosa estratègica i molt important. No sé si algú té alguna pregunta més o no. Són les 8 menys 10, 3 quarts i 5. Jo crec, Rafa, que ja et deixem descansar per avui, que ja deu ser hora. I la resta, moltes gràcies un cop més, Rafa. Moltes gràcies a tots vosaltres per estar aquí. I ens veiem dimarts, que parlarem una miqueta de...

1:07:00

S… Speaker 2 (copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B)

aquesta anàlisi de dades, què s'ha de fer, perquè cada 29 nanosegons hi ha unes col·lisions i les hem de processar i la quantitat de dades és ingent. Ens farem una idea de com s'analitzen aquestes dades i també veurem com després nosaltres haurem d'aplicar-ho amb les nostres pròpies mesures amb els detectors medipics que ens ha explicat avui Rafa i també per últim ens parlaran una mica més d'acceleradors i d'aquests detectors de la física de partícules, aquestes màquines tan complexes i tan grosses que tenen tantes capes diferents i tan especialitzades per detectar diferents tipus de partícules. Bon cap de setmana, moltes gràcies a tothom i ens veiem la setmana vinent. Vinga, que vegi molt bé. Adéu.

copy_A7841FD7-319F-4C1B-9895-2F27B91E763B

خلاصه

از هوش مصنوعی در مورد این رونوشت بپرسید