Master Theses offered at GAE

The group offers the following master theses, corresponding to the master degrees it participates in:
La Astrofísica de Altas Energías utilizando observatorios en tierra es una de las líneas de investigación más novedosas y con más pujanza de los últimos tiempos dentro de la Astrofísica. CTA (Cherenkov Telescope Array) es una matriz de 100 telescopios de altas energías que empezará a operar  a partir de 2017 y uno de sus prototipos (un telescopio de 23 m de diámetro) se construirá durante 2015 y 2016. El Grupo de Altas Energías de la UCM es co-responsable del diseño y producción de parte de la electrónica de lectura de la cámara del telescopio, en particular del sistema de disparo (trigger) estereoscopico entre los telescopios de CTA.  En este trabajo se propone colaborar en el desarrollo de dicho sistema y su posterior caracterización.

En la UCM se ha desarrollado un sistema que centraliza las señales de trigger de algunos de los telescopios del observatorio CTA, implementando un esquema de trigger estéreo. Este es un sistema complejo que implica desarrollo de PCBs, tecnologías ópticas, FPGAs, programación de firmware en VHDL y software en C. En la fase actual el sistema está construido, pero se requiere trabajo adicional tanto en el slow control como en el software que convierta las señales de bajo nivel proporcionadas por la FPGA en información procesada y legible vía TCP/IP. El objetivo final es que el sistema esté listo para ser utilizado en el primer  telescopio de CTA, actualmente en construcción en la isla de La Palma. Utilizando el hardware ya construido, el trabajo consistirá en analizar los requerimientos de los sistemas con los que interactúa e ir desarrollando y probando los diferentes módulos de software y firmware que pudieran ser necesarios. 

Algunos de los conocimientos previos recomendados son: Electrónica digital; Programación en C, C++, Python; Experiencia en uso de microordenadores, preferiblemente Raspberry Pi; Programación de lógica reconfigurable (preferiblemente VHDL en entorno Vivado de Xilinx); Manejo de instrumentación de laboratorio.


 La Astrofísica de Altas Energías utilizando observatorios en tierra es una de las líneas de investigación más novedosas y con más pujanza de los últimos tiempos dentro de la Astrofísica. Los telescopios que operan en estos observatorios incorporan unas cámaras que utilizan Tubos Fotomultiplicadores (PMTs) como elementos fotosensores. En los últimos 10 años se han empezado a construir Fotosensores de Estado Sólido (o Fotomultiplicadores de Silicio - SiPM) con unas prestaciones eventualmente muy superiores a las de los PMTs. En este trabajo se propone el desarrollo de un banco de pruebas y su utilización para caracterizar SiPMs de última generación, con el objetivo último de iniciar la construcción de un prototipo a escala reducida de cámara para Telescopios de Altas Energías basada en SiPMs. 

  • Caracterización experimental y modelos estadísticos de los efectos de crosstalk y afterpulsing en fotomultiplicadores de silicio, Master in Theoretical Physics. Prof. J. Rosado, F. Arqueros
  • Medidas de la luz de fondo extragaláctica usando emisiones gamma de agujeros negros supermasivos, Master in Astrophysics.  Dr. Alberto Domínguez.
Todos los fotones emitidos al espacio intergaláctico por procesos de formación estelar durante toda la historia del universo forman una radiación difusa que permea el universo. A longitudes de onda ultravioleta, óptica e infraroja, este fondo difuso se conoce como luz de fondo extragalactica (EBL, de sus siglas en inglés). Su medida es fundamental para construir un marco completo para la formación de galaxias y cosmología. Sin embargo, medir la EBL es una tarea complicada principalmente debido al intenso brillo de la luz zodiacal. En este trabajo utilizaremos una técnica alternativa a la detección directa de la EBL en la que usaremos observaciones gamma de agujeros negros supermasivos (conocidos como blazars) utilizando los telescopios Fermi-LAT y MAGIC para estimar la EBL y aprender sobre la formación de galaxias en el universo.

En la UCM se desarrolló un canal receptor de banda estrecha para el píxel central del telescopio Cherenkov MAGIC, de 17 m de diámetro de espejo situado en la isla de La Palma. Este sistema sirvió para detectar el pulsar del cangrejo en óptico y en rayos gamma simultáneamente. Actualmente se quiere renovar este sistema para ampliar su ancho de banda y así poder detectar variaciones rápidas de la señal luminosa, que podrían permitir realizar comunicaciones ópticas de espacio profundo, interferometría de intensidad, detección de objetos transneptunianos, exoplanetas e incluso búsqueda de inteligencia extraterrestre. La mayor parte del hardware es el estándar de MAGIC y está ya construido o comprado. El trabajo consistiría en caracterizar el canal desde la señal óptica hasta la digitalización de la señal eléctrica, construir una sencilla placa adaptadora y desarrollar el software de adquisición y análisis de datos. 

Algunos de los conocimientos previos recomendados son: Electrónica analógica; Programación en C, C++, Labview; Diseño de PCBs, se valorarán conocimientos de Altium o Cadence Allegro; Manejo de instrumentación de laboratorio.