Revista Boliviana de Física

Study of the trigger efficiency of a surface arrangement of detectors for the ALPACA project using simulations and analytical methods

RESUMEN El experimento ALPACA (Andes Large area PArticle detector for Cosmic ray physics and Astronomy) es un proyecto científico cuyo objetivo principal es la determinacion del origen de los rayos cosmicos galácticos. El arreglo experimental consistirá de 401 detectores de centelleo a nivel de superficie y 8 piscinas de agua subterraneas que actuarán como detectores de muones tipo Cherenkov. El proyecto sera puesto en marcha cerca del monte Chacaltaya, en el Cerro Estuquería a 4740 m sobre el nivel del mar (m s.n.m). En este trabajo se hizo un estudio analítico de la eficiencia de disparo del arreglo de superficie utilizando chubascos atmosfericos generados con simulaciones de Monte Carlo para tres tipos de partıculas primarias: protones, nucleos de hierro y rayos gamma. Se consideraron energías entre 10(12,00) y 10(15,25) eV con angulos cenitales entre 0 y 47 grados. Se encontró que el arreglo de superficie es 100% eficiente para la deteccion de los tres tipos de partículas primarias consideradas con energías superiores a la energıa de saturación Esat = 10(14,25) eV, independientemente de su direccion de llegada, energía y posicion del centro del chubasco sobre el arreglo de los detectores.

ABSTRACT The ALPACA (Andes Large area Particle detector for Cosmic ray physics and Astronomy) experiment is a scientific project whose main objective is the determination of the origin of galactic cosmic rays. The project is in the planning stage and its experimental array will con-sist of 401 surface level scintillation detectors and 8 underground water pools that will act as Cherenkov muon detectors. The experiment will be set up near the mountain Chacaltaya, on Cerro Estuquera at 4740 m above sea level (m a.s.l). We have studied the trigger efficiency of the surface detector array using extensive air showers generated with Monte Carlo simula-tions for three types of primary cosmic rays: protons, iron nuclei and gamma rays. Energies between 10(12,00)and 10(15,25) eV were considered and zenith angles between 0 and 47 degrees. We found that the surface array is 100% efficient for the detection of the three types of primary particles considered with energies greater than the saturation energy Esat = 10(14,25) eV, regardless of its arrival direction, energy and shower core position over the array of detectors.

A minimal model for electrical and gravitational interactions in a confined system of charged spheres

RESUMEN Desarrollamos un arreglo experimental y una simulacion numérica para calcular la interaccion Coulombiana entre partículas cargadas confinadas. En este trabajo se ha elaborado un sistema de validacion, para establecer la interacción entre estas partículas y el contorno de confinamiento. Mediante la implementacion de un método de relajación para la ecuación de Laplace, usando una red 3D, podemos simular la configuracion de equilibrio para un sistema con pocas partículas. Ademas, se hace una comparación con el arreglo experimental con muchas partículas. Nuestra simulacion está, razonablemente de acuerdo, con la suposición de la interaccion Coulombiana.

ABSTRACT We have developed an experimental set up and a numerical simulation to calculate the Coulomb interaction between confined charged particles. In this work we have elaborated a validation system to establish the interactions among these particles and the confining boundary. By implementing the relaxation method for the Laplace equation using a 3D grid, we can simulate the equilibrium configuration for a system with few particles. Also, a com-parison is made with an experimental set up with many particles. Our simulation yields a reasonable agreement with the assumption of a Coulombian interaction.

Saccharomyces Cerevisiae: a biocatalyst in biological fuel cells with potassium ferricyanide

RESUMEN La levadura Saccharomyces Cerevisiae fue utilizada como biocatalizador dentro del ánodo microaerofílico de dos celdas de combustible microbianas. Se hallo que usando ferricianuro de potasio como aceptor final de electrones en el cátodo, las levaduras producen un voltaje de ≈ 100 mV mayor a las celdas de combustible sin levaduras luego de 1.5 días de funcionamiento, con un voltaje a circuito abierto de ≈ 150 mV. La cinética del microorganismo fue medida fuera de las celdas de combustible y comparada con el desarrollo de voltaje a través del tiempo, indicando que el crecimiento de las levaduras ayuda al incremento de voltaje.

ABSTRACT The yeast Saccharomyces Cerevisiae was used as a biocatalyst within a microaerophilic two-compartment microbial fuel cell anode. It was found that by using potassium ferricyanide as an electron acceptor the yeasts produce 100 mV voltage more than cells without yeast after 1.5 days of operation with a 150 mV voltage open circuit. The kinetics of the microorganism was measured outside the fuel cells and compared to the development of voltage over time, indicating that the growth of the yeasts helps increase the voltage.

The telescope: a first window to universe

RESUMEN El telescopio es un instrumento que permite observar objetos muy lejanos. Si queremos comprender su funcionamiento necesitamos algunos conceptos basicos de óptica, pero antes vamos a clasificar los principales tipos de telescopios. Posteriormente, describiremos los conceptos de optica más relevantes, presentaremos algunos ejemplos y dejaremos algunos problemas propuestos.

ABSTRACT The telescope is an instrument that allows for the observation of very far objects. To understand how they work we need to classify the main types of telescopes and to understand some basic optical concepts. Finally, we describe the most relevant optical principles with examples and answer some frequently asked questions.