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01:26:57Habla: Francis Villatoro
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Luisa AchaerandioIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetseñal primaria s1 en xenon ntionización de átomos de xenóncadena de ionización y señal s2detectores laterales en experimento xenon ntelectrones liberados experimento xenon ntseñal adicional gas xenon ntsuperficie del líquido señalposición tridimensional experimento xenon ntseñal s2 más lenta que s1retraso entre señales s1 y s2energía acumulada objeto colisióncolisiones neutrino átomos de xenóndetectores estudio partículas winninteracción débil masas atómicasenergía comparable masa átomocolisiones con pocos kiloelectrón voltiospartículas y electrones materia oscuraxenon nt detectores materia oscuraFrancis VillatoroXenon NTLuke ZeppelinArchivePhysical Review Letters140 kilómetros voltios270 kilómetros voltiosTierraWIMPHéctor SocasXenon XT1Gastón GiribetLux ZeppelinNobelLed ZeppelinSupercambio CANDEcadena PPbenilio 8GW150914Cobalto 57SolTritioSabine José EnfelderScienceNatureThe New York TimesHiggs

Electrones liberados experimento Xenon NT

Ep569: Roman Telescope; Neurología; Materia Oscura; Principio de Equivalencia en Cuántica

3 de septiembre de 2026
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Con
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Francis Villatoro explica cómo los electrones liberados durante la detección de partículas de materia oscura en el experimento Xenon NT pueden llegar a la superficie del líquido y generar señales adicionales.

…como si fuera una bola de billar que ha chocado contra otra. Eso mueve esos átomos de xenón y produce esa doble señal, produce electrones, se pierden electrones que generan una señal por fotoexcitación o electroexcitación, excitan a átomos de xenón vecinos que se desexcitan sacando un chorro de fotones que están básicamente en una otra boleta y que se dirige básicamente a los laterales del recipiente, es decir, a los detectores que se encuentran en los laterales del recipiente. esa es la señal primaria, la S1, esa señal es muy rápida y después con un poquito de retraso también aparecen electrones que lo que hacen no es excitar sino ionizar, ionizan a otros átomos de xenón que van produciendo una cadena por ionización va perdiendo un electrón entonces ese electrón sale y hay una cadena de ir ionizando uno a otro que eso genera otro chorro de luz más lento que acaba llegando a la superficie del líquido. El líquido en la parte superior no rellena todo el recipiente, sino que tiene una zona de senón gaseoso. Si eso a cadena de electrones, el electrón llega a la superficie del líquido, pues produce una señal en el gas que también se detecta. La S2, o sea que tenemos la señal S1 y la señal S2. La señal S2 es más lenta, por lo tanto ocurre después; hay un retraso entre ambas señales. Entonces yo puedo, por la posición de los detectores que han recibido la señal, determinar en un plano XY más o menos donde ocurrió la colisión y por el retraso entre la señal que se recibe arriba, la S2, y la que se recibe por el lateral, pues puedo estimar una posición vertical y puedo reconstruir más o menos la posición tridimensional X y Z donde se encuentra el punto de colisión. Y además, por la energía que yo recibo, eso me permite también estimar la cantidad de líquido que yo he cruzado, que han cruzado esos fotones o esos electrones y eso me permite determinar la energía acumulada, la energía que ha recibido el objeto que ha recibido la colisión. ¿Vale? El neutrino o la partícula de materia oscura pueden haber colisionado con un electrón o con un núcleo de esos átomos de Zeno. Entonces, la colisión entre esa partícula de materia oscura o ese neutrino contra electrones nos permite explorar en este tipo de detectores que originalmente se diseñaron para estudiar partículas Winn, para partículas masivas que interaccionan en la escala de energía de la interacción débil y que tienen masas del orden de las masas atómicas, pues entre un giga electronvoltio y un tera electronvoltio, mil giga electronvoltios, es decir, una energía comparable a la masa de un átomo, un átomo ligero o de un átomo pesado. Pero usando también la interacción entre esas partículas y los electrones yo puedo explorar el otro extremo, un extremo de muy poca energía, colisiones que tienen muy poquita energía, de pocos kiloelectrón voltios y esa región pues me permite estudiar candidatos a partidos de materia oscura que tengan masas pues mucho menores que lo que es la masa de un átomo y de hecho mucho menores que recordar que un electrón tiene una masa de 500.000 electrón voltios, es decir, de 500 kiloelectrón voltios y aquí estamos hablando de masas del orden de pocos kiloelectrón voltios. Bien, uno de los objetivos de estos grandes detectores de materia oscura, tanto Xenon NT como LZ, Lux Zeppelin, L-U-X-Z-E-P-L-I-N, que eran dos detectores separados que se unieron para montar este detector más grande; en el futuro, el futuro va a ser. Un nuevo detector futuro en el que se unirán Xenon con este, con LZ y formarán uno aún más grande, ya del orden de las 10 toneladas. Estos están rondando las 4 toneladas, 3,5 toneladas, dependiendo de la exposición, es decir, el tiempo que se ha estado…
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