Neste trabalho é apresentado o protótipo de um detector a gás sensível à posição em duas dimensões para aplicação com experimentos de espalhamento e difração de raios X. Partiu-se de um detector inicialmente desenvolvido para outras aplicações e mostrou-se as modificações necessárias no conceito original do dispositivo. As estratégias adotadas para determinar as adaptações essenciais foram: pesquisar na literatura sobre as características de um detector multifilar para raios X (escolha do gás, da pressão, da janela, etc.), uso de simulações, implementação das mudanças e realização de testes. Ferramentas computacionais foram usadas para estimar a resistência mecânica e a atenuação de fótons de raios X que ajudaram na determinação do material para a construção da janela de entrada. Simulações do detector foram construídas com o programa Garfield e serviram para o estudo do funcionamento do detector, além de determinar os parâmetros ótimos de operação do equipamento, como a distância entre os fios e diâmetro dos mesmos, além da diferença de potencial a ser aplicada, entre muitos outros parâmetros. Os resultados obtidos mostraram que o conceito do detector multifilar com as devidas adaptações permitem o funcionamento desse dispositivo para detecção de raios X. No entanto, dependendo da aplicação, pode ser necessário aprimorar a resolução do equipamento, a fim de ter uma melhor descrição dos dados coletados. São apontadas algumas ideias para esse aprimoramento. Apresentam-se também resultados interessantes obtidos com um detector de padrão microscópico chamado de triplo GEM. Esse dispositivo pertence ao laboratório de desenvolvimento de detectores a gás (GDD Group) do CERN e foi utilizado em um trabalho nessa instituição. Os resultados mostraram o potencial do equipamento para detecção de raios X. Os resultados e simulações apresentadas nesse trabalho confirmaram que as mudanças no conceito original do detector permitem seu uso na detecção de raios X. Além disso, foi possível obter várias indicações para uma maior otimização, que pode melhorar sua resolução e estabilidade. O conhecimento adquirido sobre o programa Garfield é fundamental nesse processo, uma vez que é possível propor mudanças e testá-las no computador. Essas melhorias podem ser empregadas em uma nova versão desse detector que será construído nos laboratórios do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Pode-se indicar ainda a possibilidade do uso de detectores GEM aplicados aos experimentos de espalhamento e difração de raios X. É necessário ressaltar que o grupo de Suaide et al. do departamento de Física Nuclear do IFUSP já trabalha com a tecnologia GEM, porém focada em outras aplicações. / This work presents the prototype of a 2D position sensitive gas detector for application in X-ray scattering and diffraction experiments. Starting from a detector initially developed for other applications and will show the required changes on the original concept of this device. The strategy used to determine the necessary adaptations were based on searching in the literature for the overall characteristics of a multi-wire X-ray detector (choice of gas, pressure, window, etc.), the use of simulations, implementation of the changes and finally operational tests. Computational tools were used to calculate the mechanical strength and attenuation of the X-ray photons that helped to determine the most appropriate material for the construction of the entrance window. Detector simulations were built with Garfield software and were used to study the overall properties of the detector, and to determine the optimum parameters for the equipment operation. Typical parameters are the distance between the wires, wire diameter, high voltage to be used, among several other parameters. The results obtained showed that the multi-wire detector concept with the implemented adaptations allowed the detection of X-rays. However, depending on the application, it may be necessary improve the resolution of the equipment, in order to have a better description of the collected data. Several ideas are suggested for this improvement. It is also presented interesting results obtained with a microscopic pattern detector called triple GEM. This device belongs to the Gas Detectors Development group (GDD group) at CERN and was used in my training at this institution. The results showed the potential of the equipment for detection of X-rays. The results and simulations presented in this work, confirmed that the changes in the concept of the original detector permitted it use on X-ray detection applications. Also, it was possible to obtain several indications for further optimization, which may improve its resolution and stability. The acquired knowledge on the software Garfield is essential on this process since it is possible to propose changes and test it in the computer. Such improvements may be use in a new version of this detector which will be built at the laboratories of the Institute of Physics (University of São Paulo - IFUSP). We also indicate the possibility of use of GEM detectors for X-ray scattering and diffraction experiments. It is necessary to emphasize that the group of Professor Alexandre Suaide and collaborators at Nuclear Physics department (IFUSP) already work with the GEM technology, but focused on other applications.

ALICE is one of four major experiments of particle accelerator LHC installed in the European laboratory CERN. The management committee of the LHC accelerator has just approved a program update for this experiment. Among the upgrades planned for the coming years of the ALICE experiment is to improve the resolution and tracking efficiency maintaining the excellent particles identification ability, and to increase the read-out event rate to 100 KHz. In order to achieve this, it is necessary to update the Time Projection Chamber detector (TPC) and Muon tracking (MCH) detector modifying the read-out electronics, which is not suitable for this migration. To overcome this limitation the design, fabrication and experimental test of new ASIC named SAMPA has been proposed . This ASIC will support both positive and negative polarities, with 32 channels per chip and continuous data readout with smaller power consumption than the previous versions. This work aims to design, fabrication and experimental test of a readout front-end in 130nm CMOS technology with configurable polarity (positive/negative), peaking time and sensitivity. The new SAMPA ASIC can be used in both chambers (TPC and MCH). The proposed front-end is composed of a Charge Sensitive Amplifier (CSA) and a Semi-Gaussian shaper. In order to obtain an ASIC integrating 32 channels per chip, the design of the proposed front-end requires small area and low power consumption, but at the same time requires low noise. In this sense, a new Noise and PSRR (Power Supply Rejection Ratio) improvement technique for the CSA design without power and area impact is proposed in this work. The analysis and equations of the proposed circuit are presented which were verified by electrical simulations and experimental test of a produced chip with 5 channels of the designed front-end. The measured equivalent noise charge was <550e for 30mV/fC of sensitivity at a input capacitance of 18.5pF. The total core area of the front-end was 2300?m × 150?m, and the measured total power consumption was 9.1mW per channel. / ALICE é um dos quatro grandes experimentos do acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) instalado no laboratório europeu CERN. Um programa de atualizações desse experimento acaba de ser aprovado pelo comitê gestor do acelerador LHC. Dentro das atualizações planejadas para os próximos anos do experimento ALICE, está melhorar a resolução e eficiência de rastreamento de partículas produzidas em colisões entre íons pesados, mantendo a excelente capacidade de identificação de partículas para uma taxa de leitura de eventos significativamente maior da atual. Para se alcançar esse objetivo, entre outras ações, é preciso atualizar os detectores Time Projection Chamber (TPC), modificando a eletrônica de leitura de eventos, a qual não é adequada para esta migração. Para superar esta limitação tem sido proposto o projeto, simulação, fabricação, teste experimental e validação de um ASIC protótipo de aquisição de sinais e de processamento digital chamado SAMPA, que possa ser usado na eletrônica de detecção dos sinais no cátodo do TPC, que suporte polaridades negativas de tensão de entrada e leitura continua de dados, com 32 canais por chip, com menor consumo de potência comparado com a versão anterior do chip. Este trabalho tem como objetivo o projeto, fabricação, e teste experimental de um readout front-end em tecnologia CMOS 130nm, com polaridade configurable (positiva/ negativa), peaking time e sensibilidade, de forma que o novo SAMPA ASIC possa ser usada em ambos detectores. Para obter um ASIC integrando 32 canais por chip, o projeto do front-end proposto precisa ter baixa área e baixo consumo de potência, mas ao mesmo tempo requer baixo ruido. Neste sentido, uma nova técnica para melhorar a especificação de ruido e o PSRR (Power Supply Rejection Ratio) sem impacto no consumo de área e potência é proposta neste trabalho. A análise e as equações do circuito proposto são apresentadas as quais foram validadas por simulação e teste experimental de um circuito integrado com 5 canais do front-end projetado. O Equivalent Noise Charge medido foi <550e para uma capacitance do detector de 18.5pF. A área total do front-end foi de 2300?m × 150?m, e o consumo total de potencia medido foi de 9.1mW por canal.

Neste trabalho, foram realizadas medidas das partículas coincidentes produzidas na reação 9Be+12C à energia ELab=21MeV, com o objetivo de obtermos a seção de choque referente ao processo de breakup nuclear do 9Be para o canal 9Be 8Be+n + + n. Realizamos também medidas das distribuições angulares para o canal elástico 9Be(12C,9Be)12C nas energias próximas à barreira Coulombiana (ELab=13, 14.5, 17.32, 19 e 21MeV), com o objetivo de observar possíveis anomalias no potencial óptico que indicassem os efeitos do breakup nuclear. Na medida das partículas alfa coincidentes, observamos que elas são produzidas no decaimento do 8Be para seu estado fundamental, não sendo observado nenhum outro estado. Ao reconstruirmos o núcleo de 8Be original a partir dessas alfas, observamos que os espectros de energia apresentam duas regiões distintas. A primeira em energias mais altas, onde observamos a presença de picos bem definidos que remetem aos estados discretos do núcleo residual de 13C produzido no processo de transferência de nêutrons. E uma segunda região de baixas energias em que há uma estrutura contínua e suave relacionada com o breakup nuclear. Os resultados experimentais para o canal elástico foram analisados utilizando o potencial de São Paulo, as normalizações da parte real (Nr) e imaginária (Ni) foram ajustadas de forma a descrever os dados em ângulos frontais. Para os ângulos intermediários, as seções de choque apresentaram um visível aumento nas energias de 17.32, 19 e 21MeV, o qual foi atribuído ao mecanismo de transferência elástica. / In this work we performed particle coincidence measurements for the 9Be+12C nuclear reaction at ELab=21MeV in order to obtain information about the breakup of 9Be 8Be+n + +n. We observe evidences of nuclear breakup by reconstructing 8Be ground state particles. From the systematics analysis of the 8Be energy spectrum we observe two different situations: i) at high energies there are evidences which support that the main reaction mechanism is nucleon transfer, and ii) at low energies, a continuum region maybe related to the 9Be breakup process. Further studies are necessary to confirm those hypotheses. In order to check breakup threshold anomalies into the optical potential, we also measured elastic angular distributions at energies around the Coulomb barrier (ELab=13, 14.5, 17.32, 19 e 21MeV). The data were analyzed in the framework of the São Paulo potential, where the normalization of the real and imaginary potential was adjusted to obtain a good description of data at forward angles. At 17.32, 19 and 21MeV, the elastic cross section shows an enhancement at intermediate and backward angles. This can be explained by the elastic transfer mechanisms.

ALICE is one of four major experiments of particle accelerator LHC installed in the European laboratory CERN. The management committee of the LHC accelerator has just approved a program update for this experiment. Among the upgrades planned for the coming years of the ALICE experiment is to improve the resolution and tracking efficiency maintaining the excellent particles identification ability, and to increase the read-out event rate to 100 KHz. In order to achieve this, it is necessary to update the Time Projection Chamber detector (TPC) and Muon tracking (MCH) detector modifying the read-out electronics, which is not suitable for this migration. To overcome this limitation the design, fabrication and experimental test of new ASIC named SAMPA has been proposed . This ASIC will support both positive and negative polarities, with 32 channels per chip and continuous data readout with smaller power consumption than the previous versions. This work aims to design, fabrication and experimental test of a readout front-end in 130nm CMOS technology with configurable polarity (positive/negative), peaking time and sensitivity. The new SAMPA ASIC can be used in both chambers (TPC and MCH). The proposed front-end is composed of a Charge Sensitive Amplifier (CSA) and a Semi-Gaussian shaper. In order to obtain an ASIC integrating 32 channels per chip, the design of the proposed front-end requires small area and low power consumption, but at the same time requires low noise. In this sense, a new Noise and PSRR (Power Supply Rejection Ratio) improvement technique for the CSA design without power and area impact is proposed in this work. The analysis and equations of the proposed circuit are presented which were verified by electrical simulations and experimental test of a produced chip with 5 channels of the designed front-end. The measured equivalent noise charge was <550e for 30mV/fC of sensitivity at a input capacitance of 18.5pF. The total core area of the front-end was 2300?m × 150?m, and the measured total power consumption was 9.1mW per channel. / ALICE é um dos quatro grandes experimentos do acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) instalado no laboratório europeu CERN. Um programa de atualizações desse experimento acaba de ser aprovado pelo comitê gestor do acelerador LHC. Dentro das atualizações planejadas para os próximos anos do experimento ALICE, está melhorar a resolução e eficiência de rastreamento de partículas produzidas em colisões entre íons pesados, mantendo a excelente capacidade de identificação de partículas para uma taxa de leitura de eventos significativamente maior da atual. Para se alcançar esse objetivo, entre outras ações, é preciso atualizar os detectores Time Projection Chamber (TPC), modificando a eletrônica de leitura de eventos, a qual não é adequada para esta migração. Para superar esta limitação tem sido proposto o projeto, simulação, fabricação, teste experimental e validação de um ASIC protótipo de aquisição de sinais e de processamento digital chamado SAMPA, que possa ser usado na eletrônica de detecção dos sinais no cátodo do TPC, que suporte polaridades negativas de tensão de entrada e leitura continua de dados, com 32 canais por chip, com menor consumo de potência comparado com a versão anterior do chip. Este trabalho tem como objetivo o projeto, fabricação, e teste experimental de um readout front-end em tecnologia CMOS 130nm, com polaridade configurable (positiva/ negativa), peaking time e sensibilidade, de forma que o novo SAMPA ASIC possa ser usada em ambos detectores. Para obter um ASIC integrando 32 canais por chip, o projeto do front-end proposto precisa ter baixa área e baixo consumo de potência, mas ao mesmo tempo requer baixo ruido. Neste sentido, uma nova técnica para melhorar a especificação de ruido e o PSRR (Power Supply Rejection Ratio) sem impacto no consumo de área e potência é proposta neste trabalho. A análise e as equações do circuito proposto são apresentadas as quais foram validadas por simulação e teste experimental de um circuito integrado com 5 canais do front-end projetado. O Equivalent Noise Charge medido foi <550e para uma capacitance do detector de 18.5pF. A área total do front-end foi de 2300?m × 150?m, e o consumo total de potencia medido foi de 9.1mW por canal.

As doses resultantes da contaminação ambiental por radônio e seus filhos em residências geram discussões entre pesquisadores sobre os reais danos biológicos que elas possam causar. De um lado as agências de proteção radiológica adotam o modelo proposto por vários pesquisadores de que qualquer dose, por menor que seja, pode produzir dano. Por outro lado, outros cientistas acham desnecessárias medidas restritivas pois os danos biológicos só seriam prováveis para doses bem mais altas que aquelas ocasionadas em exposições residenciais. Independente da relação entre dose e efeito, a disponibilidade de dados sobre concentrações em residências serve de base para que estudos epidemiológicos possam ser realizados, e uma melhor análise dos efeitos biológicos de baixas doses se efetive. O objetivo deste trabalho é contribuir para a dosimetria de radônio e filhos através da determinação da concentração média de radônio e dos filhos alfa emissores em residências da cidade de São Paulo. Foram efetuadas medidas separadas da concentração de 222Rn e da concentração total de emissores alfa no ar, também foram realizadas estimativas da dose gama durante o estudo. Com as concentrações medidas foi possível a estimativa da concentração de filhos de radônio (218Po e 214Po), os elementos que mais contribuem para a dose no corpo humano. Para a realização deste trabalho foram utilizados monitores passivos de 222Rn com detectores plásticos LR115 e CR39, e detectores termoluminescentes. Três métodos diferentes de medida da concentração em separado de 222Rn foram testados, sendo dois com LR115 e um com CR39. Os detectores plásticos foram analisados em um sistema semi-automático de análise de imagens. Foram realizadas duas exposições de aproximadamente seis meses (em 2003 e 2004) em residências da cidade São Paulo e um total de 170 residências foi monitorado. A média geométrica da concentração de 222Rn obtida na cidade foi 25 Bq.m-3. Valores entre 11 e 109 Bq.m-3 foram encontrados. O resultado verificado na cidade de São Paulo é menor que a média mundial, é aproximadamente 1/3 da concentração média encontrada na Europa e, é comparável a outros valores na América do Sul. Foi feita uma análise das concentrações obtidas de acordo com as características das residências e posição geográfica na cidade. Os resultados apontam que locais com maior ventilação, mais afastadas do solo e com piso de carpete ou madeira apresentam menores níveis de contaminação ambiental. Por outro lado, menor taxa de ventilação, localização em andares térreos e pisos de cimento ou cerâmica contribuem para o aumento das concentrações. Houve pequena variação das concentrações com relação à posição geográfica na cidade, sendo que as maiores concentrações foram encontradas no extremo sul da cidade nos distritos de Parelheiros e Grajaú. Não foi encontrada correlação entre a concentração total de emissores alfa e a taxa de dose gama. A média geométrica da concentração de filhos de radônio no ar resultou em 77 Bq.m-3. O valor encontrado para a contribuição dos filhos de radônio na concentração total de emissores alfa é muito significativo, aproximadamente 70% do total, maior que o verificado em estudo similar. Também não foi encontrada forte correlação entre a concentração de 222Rn e a de filhos no ar, o que indica a necessidade da determinação das duas componentes para uma dosimetria mais adequada. / There are several discussions among scientists about the actual biological effects that doses due to radon and progeny contamination in residences can cause. Radiation rotection agencies adopted the model proposed by various scientists, that any dose, with no threshold, might produce biological damage. On the other hand, other scientists believe that very restrict laws are excessive, because damages would be possible only for doses higher than those received in dwellings. Regardless of the dose-effect relation, data about radon concentration in residences are important and are a base for epidemiological studies that improve the knowledge about biological effects of low doses. The aim of this work is to contribute to radon and daughters dosimetry by the assessment of radon and progeny (alpha emitters) concentration in dwellings of the city of São Paulo. Radon concentration was measured separately from total alpha emission concentration in air. Also, gamma doses were evaluated during this study. With the measured concentrations it was possible to estimate the concentration of radon progeny (218Po and 214Po), the radionuclides which most contribute to the human dose. Monitoring was carried out using time-integrated passive 222Rn monitors with LR115 and CR39 plastic detectors, and thermoluminescent detectors. Three methods of radon concentration measurements were tested, two based on LR115 and the third with CR39. Plastic detectors were analyzed with a semi-automatic image analysis system. Two exposures were made during approximately six months (in 2003 and 2004) in dwellings in the city of São Paulo. 170 residences were monitored. Results show a geometric mean of 25 Bq.m-3 for 222Rn concentration. Values ranged from 11 to 109 Bq.m-3. The result is lower than the world average, it is approximately 1/3 of the average concentration in the Europe, and it is comparable to other results in South America. An analysis of radon and progeny concentrations in relation to residence characteristics and geographic position was made. Results point that places with good ventilation, second floor constructions and carpet or wood floor covering present lower concentrations. On the other hand, low ventilation rate, ground floor construction, and cement or ceramics covering contribute to higher radon and progeny concentration. There was low variation of levels with the geographic position in the city, and the higher concentrations were found in the south of the city, in Parelheiros and Grajaú districts. No correlation was found between total alpha emission concentration and gamma dose rate. Results of progeny concentration in the air show geometric mean of 77 Bq.m-3. The contribution of radon daughters to the total alpha emission oncentration is very significant, approximately 70%, higher than the value found in a similar work. No strong correlation was found between 222Rn concentration and progeny concentration in the air, indicating that the determination of both the concentrations is necessary for a more adequate dosimetry.

As doses resultantes da contaminação ambiental por radônio e seus filhos em residências geram discussões entre pesquisadores sobre os reais danos biológicos que elas possam causar. De um lado as agências de proteção radiológica adotam o modelo proposto por vários pesquisadores de que qualquer dose, por menor que seja, pode produzir dano. Por outro lado, outros cientistas acham desnecessárias medidas restritivas pois os danos biológicos só seriam prováveis para doses bem mais altas que aquelas ocasionadas em exposições residenciais. Independente da relação entre dose e efeito, a disponibilidade de dados sobre concentrações em residências serve de base para que estudos epidemiológicos possam ser realizados, e uma melhor análise dos efeitos biológicos de baixas doses se efetive. O objetivo deste trabalho é contribuir para a dosimetria de radônio e filhos através da determinação da concentração média de radônio e dos filhos alfa emissores em residências da cidade de São Paulo. Foram efetuadas medidas separadas da concentração de 222Rn e da concentração total de emissores alfa no ar, também foram realizadas estimativas da dose gama durante o estudo. Com as concentrações medidas foi possível a estimativa da concentração de filhos de radônio (218Po e 214Po), os elementos que mais contribuem para a dose no corpo humano. Para a realização deste trabalho foram utilizados monitores passivos de 222Rn com detectores plásticos LR115 e CR39, e detectores termoluminescentes. Três métodos diferentes de medida da concentração em separado de 222Rn foram testados, sendo dois com LR115 e um com CR39. Os detectores plásticos foram analisados em um sistema semi-automático de análise de imagens. Foram realizadas duas exposições de aproximadamente seis meses (em 2003 e 2004) em residências da cidade São Paulo e um total de 170 residências foi monitorado. A média geométrica da concentração de 222Rn obtida na cidade foi 25 Bq.m-3. Valores entre 11 e 109 Bq.m-3 foram encontrados. O resultado verificado na cidade de São Paulo é menor que a média mundial, é aproximadamente 1/3 da concentração média encontrada na Europa e, é comparável a outros valores na América do Sul. Foi feita uma análise das concentrações obtidas de acordo com as características das residências e posição geográfica na cidade. Os resultados apontam que locais com maior ventilação, mais afastadas do solo e com piso de carpete ou madeira apresentam menores níveis de contaminação ambiental. Por outro lado, menor taxa de ventilação, localização em andares térreos e pisos de cimento ou cerâmica contribuem para o aumento das concentrações. Houve pequena variação das concentrações com relação à posição geográfica na cidade, sendo que as maiores concentrações foram encontradas no extremo sul da cidade nos distritos de Parelheiros e Grajaú. Não foi encontrada correlação entre a concentração total de emissores alfa e a taxa de dose gama. A média geométrica da concentração de filhos de radônio no ar resultou em 77 Bq.m-3. O valor encontrado para a contribuição dos filhos de radônio na concentração total de emissores alfa é muito significativo, aproximadamente 70% do total, maior que o verificado em estudo similar. Também não foi encontrada forte correlação entre a concentração de 222Rn e a de filhos no ar, o que indica a necessidade da determinação das duas componentes para uma dosimetria mais adequada. / There are several discussions among scientists about the actual biological effects that doses due to radon and progeny contamination in residences can cause. Radiation rotection agencies adopted the model proposed by various scientists, that any dose, with no threshold, might produce biological damage. On the other hand, other scientists believe that very restrict laws are excessive, because damages would be possible only for doses higher than those received in dwellings. Regardless of the dose-effect relation, data about radon concentration in residences are important and are a base for epidemiological studies that improve the knowledge about biological effects of low doses. The aim of this work is to contribute to radon and daughters dosimetry by the assessment of radon and progeny (alpha emitters) concentration in dwellings of the city of São Paulo. Radon concentration was measured separately from total alpha emission concentration in air. Also, gamma doses were evaluated during this study. With the measured concentrations it was possible to estimate the concentration of radon progeny (218Po and 214Po), the radionuclides which most contribute to the human dose. Monitoring was carried out using time-integrated passive 222Rn monitors with LR115 and CR39 plastic detectors, and thermoluminescent detectors. Three methods of radon concentration measurements were tested, two based on LR115 and the third with CR39. Plastic detectors were analyzed with a semi-automatic image analysis system. Two exposures were made during approximately six months (in 2003 and 2004) in dwellings in the city of São Paulo. 170 residences were monitored. Results show a geometric mean of 25 Bq.m-3 for 222Rn concentration. Values ranged from 11 to 109 Bq.m-3. The result is lower than the world average, it is approximately 1/3 of the average concentration in the Europe, and it is comparable to other results in South America. An analysis of radon and progeny concentrations in relation to residence characteristics and geographic position was made. Results point that places with good ventilation, second floor constructions and carpet or wood floor covering present lower concentrations. On the other hand, low ventilation rate, ground floor construction, and cement or ceramics covering contribute to higher radon and progeny concentration. There was low variation of levels with the geographic position in the city, and the higher concentrations were found in the south of the city, in Parelheiros and Grajaú districts. No correlation was found between total alpha emission concentration and gamma dose rate. Results of progeny concentration in the air show geometric mean of 77 Bq.m-3. The contribution of radon daughters to the total alpha emission oncentration is very significant, approximately 70%, higher than the value found in a similar work. No strong correlation was found between 222Rn concentration and progeny concentration in the air, indicating that the determination of both the concentrations is necessary for a more adequate dosimetry.

Neste trabalho é apresentado o protótipo de um detector a gás sensível à posição em duas dimensões para aplicação com experimentos de espalhamento e difração de raios X. Partiu-se de um detector inicialmente desenvolvido para outras aplicações e mostrou-se as modificações necessárias no conceito original do dispositivo. As estratégias adotadas para determinar as adaptações essenciais foram: pesquisar na literatura sobre as características de um detector multifilar para raios X (escolha do gás, da pressão, da janela, etc.), uso de simulações, implementação das mudanças e realização de testes. Ferramentas computacionais foram usadas para estimar a resistência mecânica e a atenuação de fótons de raios X que ajudaram na determinação do material para a construção da janela de entrada. Simulações do detector foram construídas com o programa Garfield e serviram para o estudo do funcionamento do detector, além de determinar os parâmetros ótimos de operação do equipamento, como a distância entre os fios e diâmetro dos mesmos, além da diferença de potencial a ser aplicada, entre muitos outros parâmetros. Os resultados obtidos mostraram que o conceito do detector multifilar com as devidas adaptações permitem o funcionamento desse dispositivo para detecção de raios X. No entanto, dependendo da aplicação, pode ser necessário aprimorar a resolução do equipamento, a fim de ter uma melhor descrição dos dados coletados. São apontadas algumas ideias para esse aprimoramento. Apresentam-se também resultados interessantes obtidos com um detector de padrão microscópico chamado de triplo GEM. Esse dispositivo pertence ao laboratório de desenvolvimento de detectores a gás (GDD Group) do CERN e foi utilizado em um trabalho nessa instituição. Os resultados mostraram o potencial do equipamento para detecção de raios X. Os resultados e simulações apresentadas nesse trabalho confirmaram que as mudanças no conceito original do detector permitem seu uso na detecção de raios X. Além disso, foi possível obter várias indicações para uma maior otimização, que pode melhorar sua resolução e estabilidade. O conhecimento adquirido sobre o programa Garfield é fundamental nesse processo, uma vez que é possível propor mudanças e testá-las no computador. Essas melhorias podem ser empregadas em uma nova versão desse detector que será construído nos laboratórios do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Pode-se indicar ainda a possibilidade do uso de detectores GEM aplicados aos experimentos de espalhamento e difração de raios X. É necessário ressaltar que o grupo de Suaide et al. do departamento de Física Nuclear do IFUSP já trabalha com a tecnologia GEM, porém focada em outras aplicações. / This work presents the prototype of a 2D position sensitive gas detector for application in X-ray scattering and diffraction experiments. Starting from a detector initially developed for other applications and will show the required changes on the original concept of this device. The strategy used to determine the necessary adaptations were based on searching in the literature for the overall characteristics of a multi-wire X-ray detector (choice of gas, pressure, window, etc.), the use of simulations, implementation of the changes and finally operational tests. Computational tools were used to calculate the mechanical strength and attenuation of the X-ray photons that helped to determine the most appropriate material for the construction of the entrance window. Detector simulations were built with Garfield software and were used to study the overall properties of the detector, and to determine the optimum parameters for the equipment operation. Typical parameters are the distance between the wires, wire diameter, high voltage to be used, among several other parameters. The results obtained showed that the multi-wire detector concept with the implemented adaptations allowed the detection of X-rays. However, depending on the application, it may be necessary improve the resolution of the equipment, in order to have a better description of the collected data. Several ideas are suggested for this improvement. It is also presented interesting results obtained with a microscopic pattern detector called triple GEM. This device belongs to the Gas Detectors Development group (GDD group) at CERN and was used in my training at this institution. The results showed the potential of the equipment for detection of X-rays. The results and simulations presented in this work, confirmed that the changes in the concept of the original detector permitted it use on X-ray detection applications. Also, it was possible to obtain several indications for further optimization, which may improve its resolution and stability. The acquired knowledge on the software Garfield is essential on this process since it is possible to propose changes and test it in the computer. Such improvements may be use in a new version of this detector which will be built at the laboratories of the Institute of Physics (University of São Paulo - IFUSP). We also indicate the possibility of use of GEM detectors for X-ray scattering and diffraction experiments. It is necessary to emphasize that the group of Professor Alexandre Suaide and collaborators at Nuclear Physics department (IFUSP) already work with the GEM technology, but focused on other applications.

Neste trabalho, foram realizadas medidas das partículas coincidentes produzidas na reação 9Be+12C à energia ELab=21MeV, com o objetivo de obtermos a seção de choque referente ao processo de breakup nuclear do 9Be para o canal 9Be 8Be+n + + n. Realizamos também medidas das distribuições angulares para o canal elástico 9Be(12C,9Be)12C nas energias próximas à barreira Coulombiana (ELab=13, 14.5, 17.32, 19 e 21MeV), com o objetivo de observar possíveis anomalias no potencial óptico que indicassem os efeitos do breakup nuclear. Na medida das partículas alfa coincidentes, observamos que elas são produzidas no decaimento do 8Be para seu estado fundamental, não sendo observado nenhum outro estado. Ao reconstruirmos o núcleo de 8Be original a partir dessas alfas, observamos que os espectros de energia apresentam duas regiões distintas. A primeira em energias mais altas, onde observamos a presença de picos bem definidos que remetem aos estados discretos do núcleo residual de 13C produzido no processo de transferência de nêutrons. E uma segunda região de baixas energias em que há uma estrutura contínua e suave relacionada com o breakup nuclear. Os resultados experimentais para o canal elástico foram analisados utilizando o potencial de São Paulo, as normalizações da parte real (Nr) e imaginária (Ni) foram ajustadas de forma a descrever os dados em ângulos frontais. Para os ângulos intermediários, as seções de choque apresentaram um visível aumento nas energias de 17.32, 19 e 21MeV, o qual foi atribuído ao mecanismo de transferência elástica. / In this work we performed particle coincidence measurements for the 9Be+12C nuclear reaction at ELab=21MeV in order to obtain information about the breakup of 9Be 8Be+n + +n. We observe evidences of nuclear breakup by reconstructing 8Be ground state particles. From the systematics analysis of the 8Be energy spectrum we observe two different situations: i) at high energies there are evidences which support that the main reaction mechanism is nucleon transfer, and ii) at low energies, a continuum region maybe related to the 9Be breakup process. Further studies are necessary to confirm those hypotheses. In order to check breakup threshold anomalies into the optical potential, we also measured elastic angular distributions at energies around the Coulomb barrier (ELab=13, 14.5, 17.32, 19 e 21MeV). The data were analyzed in the framework of the São Paulo potential, where the normalization of the real and imaginary potential was adjusted to obtain a good description of data at forward angles. At 17.32, 19 and 21MeV, the elastic cross section shows an enhancement at intermediate and backward angles. This can be explained by the elastic transfer mechanisms.

Nós utilizamos as Regras de Soma da QCD para estudar a natureza dos mésons observados recentemente Y (4260), Y (4360) e Y (4660), e que são candidatos a estados exóticos de tetraquark (c¯cq¯q) ou (c¯cs¯s) com números quânticos JPC = 1. Nós trabalhamos com o termo dominante em s, com as contribuições dos condensados de dimensão mais alta e com termos lineares da massa do quark estranho ms. Nós obtivemos uma massa mY = (4.65 ± 0.11) GeV para o estado (c¯cs¯s) que é compatível com o valor experimental do Y (4660), enquanto que para o estado (c¯cq¯q) n´os obtivemos uma massa mY = (4.49 ± 0.11) GeV, que também é consistente com o valor experimental do Y (4360). Com a estrutura de tetraquark não foi possível explicar o Y (4260). Nós também consideramos os estados moleculares Ds0 ¯D s e D0 ¯D . Para a molécula Ds0 ¯D s nós obtivemos uma massa mDs0 ¯D s = (4.42 ±0.10) GeV que é consistente, considerando a incerteza, com a massa do méson Y (4360) e para a molécula D0 ¯D obtivemos mD0 ¯D = (4.27±0.10) GeV em excelente acordo com a massa do m´eson Y (4260). / We use QCD sum rules to test the nature of the recently observed mesons Y (4260), Y (4360) and Y (4660), assumed to be exotic four-quark (c¯cq¯q) or (c¯cs¯s) states with JPC = 1. We work at leading order in s, consider the contributions of higher dimension condensates and keep terms which are linear in the strange quark mass ms. We find for the (c¯cs¯s) state a mass mY = (4.65 ± 0.10) GeV which is compatible with the experimental candidate Y (4660), while for the (c¯cq¯q) state we find a mass mY = (4.49 ± 0.11) GeV, which is still consistent with the mass of the experimental candidate Y (4360). With the tetraquark structure we are working we can not explain the Y (4260) as a tetraquark state. We also consider molecular Ds0 ¯D s and D0 ¯D states. For the Ds0 ¯D s molecular state we get mDs0 ¯D s = (4.42 ± 0.10) GeV which is consistent, considering the errors, with the mass of the meson Y (4360) and for the D0 ¯D molecular state we get mD0 ¯D = (4.27±0.10) GeV in excelent agreement with the mass of the meson Y (4260).

Nós utilizamos as Regras de Soma da QCD para estudar a natureza dos mésons observados recentemente Y (4260), Y (4360) e Y (4660), e que são candidatos a estados exóticos de tetraquark (c¯cq¯q) ou (c¯cs¯s) com números quânticos JPC = 1. Nós trabalhamos com o termo dominante em s, com as contribuições dos condensados de dimensão mais alta e com termos lineares da massa do quark estranho ms. Nós obtivemos uma massa mY = (4.65 ± 0.11) GeV para o estado (c¯cs¯s) que é compatível com o valor experimental do Y (4660), enquanto que para o estado (c¯cq¯q) n´os obtivemos uma massa mY = (4.49 ± 0.11) GeV, que também é consistente com o valor experimental do Y (4360). Com a estrutura de tetraquark não foi possível explicar o Y (4260). Nós também consideramos os estados moleculares Ds0 ¯D s e D0 ¯D . Para a molécula Ds0 ¯D s nós obtivemos uma massa mDs0 ¯D s = (4.42 ±0.10) GeV que é consistente, considerando a incerteza, com a massa do méson Y (4360) e para a molécula D0 ¯D obtivemos mD0 ¯D = (4.27±0.10) GeV em excelente acordo com a massa do m´eson Y (4260). / We use QCD sum rules to test the nature of the recently observed mesons Y (4260), Y (4360) and Y (4660), assumed to be exotic four-quark (c¯cq¯q) or (c¯cs¯s) states with JPC = 1. We work at leading order in s, consider the contributions of higher dimension condensates and keep terms which are linear in the strange quark mass ms. We find for the (c¯cs¯s) state a mass mY = (4.65 ± 0.10) GeV which is compatible with the experimental candidate Y (4660), while for the (c¯cq¯q) state we find a mass mY = (4.49 ± 0.11) GeV, which is still consistent with the mass of the experimental candidate Y (4360). With the tetraquark structure we are working we can not explain the Y (4260) as a tetraquark state. We also consider molecular Ds0 ¯D s and D0 ¯D states. For the Ds0 ¯D s molecular state we get mDs0 ¯D s = (4.42 ± 0.10) GeV which is consistent, considering the errors, with the mass of the meson Y (4360) and for the D0 ¯D molecular state we get mD0 ¯D = (4.27±0.10) GeV in excelent agreement with the mass of the meson Y (4260).