Estudio de modelos de materia oscura leptónica fría y sus efectos en escenarios de interés cosmológico

En este trabajo estudiaremos un modelo de materia oscura y su posible detección en detectores que usan métodos directos. Para esto analizamos la interacción entre materia oscura y quarks y posteriormente nucleones y núcleos. Tomaremos como referencia extensiones mínimas de modelos supersimétricos, al tipo del modelo MSSM y extensiones similares. Desarrollaremos el formalismo necesario para calcular la sección eficaz de interacción entre los WIMPs (partícula masiva débilmente interactuante) y los quarks como función de los parámetros del modelo, tomaremos como partícula de materia oscura neutralinos (χ) de masas menores a 600 GeV. Consideraremos dos tipos de interacciones en el lagrangiano efectivo, la interacción escalar y la interacción axial-vectorial. Encontramos que en ambos tipos de interacción, la sección eficaz neutralino-nucleón decrece para valores crecientes del parámetro µ. Para el caso de interacción escalar, la sección eficaz entre neutralino y neutrones es similar a la correspondiente a la interacción entre neutralino y protones. El mediador dominante es el Higgs más liviano. Por otro lado, encontramos que la sección eficaz disminuye al aumentar el parámetro tan β. Hemos comparado las secciones eficaces calculadas con datos observacionales y estimaciones teóricas disponibles. Para el caso de interacción axial-vectorial, encontramos que las secciones eficaces para neutrones y protones son diferentes y es más notoria para masas pequeñas del neutralino. El bosón mediador que domina el canal axial-vectorial es el Z. En este canal, la sección eficaz cambia al modificar el valor de tan β y este cambio depende del valor del parámetro µ y de la masa del neutralino. A continuación, calculamos la tasa de reacciones posibles en un detector considerando dispersión elástica independiente y dependiente del spin. Encontramos que depende de la posición geográfica de los detectores, la fase de la señal depende de la longitud y la amplitud de la latitud. La mayor interacción entre la materia oscura y los núcleos del detector se da a bajas energías de retroceso, es por esto que es muy importante lograr una mayor sensitividad en los detectores. Al estudiar la dependencia con los parámetros del modelo teórico utilizado, encontramos que a menor valor de µ la tasa de reacciones aumenta. Por último en base a los resultados obtenidos, concluimos que para el futuro laboratorio ANDES es conveniente utilizar un detector de xenón o iodo si se quiere medir la interacción independiente del spin, ya que las tasas de reacciones calculadas resultan ser las mayores. Mientras que si se busca medir la interacción dependiente del spin no podemos concluir qué material es el más conveniente, ya que tasa de interacción depende del modelo nuclear utilizado para calcular el contenido de spin.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Estudio de la modulación anual de la materia oscura leptónica fría

En esta tesis estudiamos el efecto de la modulación anual y diurna de la materia oscu- ra. Los resultados se obtuvieron utilizando parámetros correspondientes a los laboratorios: Laboratorio Nacional del Gran Sasso (LNGS, Italia) y el proyectado laboratorio subterráneo ANDES. Para ello hicimos los cálculos de secciones eficaces para la dispersión de partículas que componen la materia oscura fría, de tipo leptónico, por núcleos atómicos y hemos calcula- do las modulaciones estacionales, para diferentes masas y velocidades de dichas componentes. Finalmente, efectuamos un análisis estadístico para determinar cuál es la masa más probable para dichas partículas.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Estudio de la modulación anual de la materia oscura leptónica fría

En esta tesis estudiamos el efecto de la modulación anual y diurna de la materia oscu- ra. Los resultados se obtuvieron utilizando parámetros correspondientes a los laboratorios: Laboratorio Nacional del Gran Sasso (LNGS, Italia) y el proyectado laboratorio subterráneo ANDES. Para ello hicimos los cálculos de secciones eficaces para la dispersión de partículas que componen la materia oscura fría, de tipo leptónico, por núcleos atómicos y hemos calcula- do las modulaciones estacionales, para diferentes masas y velocidades de dichas componentes. Finalmente, efectuamos un análisis estadístico para determinar cuál es la masa más probable para dichas partículas.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Estudio de la modulación anual de la materia oscura leptónica fría

En esta tesis estudiamos el efecto de la modulación anual y diurna de la materia oscu- ra. Los resultados se obtuvieron utilizando parámetros correspondientes a los laboratorios: Laboratorio Nacional del Gran Sasso (LNGS, Italia) y el proyectado laboratorio subterráneo ANDES. Para ello hicimos los cálculos de secciones eficaces para la dispersión de partículas que componen la materia oscura fría, de tipo leptónico, por núcleos atómicos y hemos calcula- do las modulaciones estacionales, para diferentes masas y velocidades de dichas componentes. Finalmente, efectuamos un análisis estadístico para determinar cuál es la masa más probable para dichas partículas.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Calculated WIMP signals at the ANDES laboratory: comparison with northern and southern located dark matter detectors

Weakly interacting massive particles (WIMPs) are possible components of the Universe's dark matter (DM). The detection of WIMPs is signaled by the recoil of the atomic nuclei which form a detector. CoGeNT at the Soudan Underground Laboratory (SUL) and DAMA at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) have reported data on annual modulation of signals attributed to WIMPs. Both experiments are located in laboratories in the Northern Hemisphere. DM detectors are planned to operate (or already operate) in laboratories in the Southern Hemisphere, including SABRE at Stawell Underground Physics Laboratory (SUPL) in Australia, and DM-ICE in Antarctica. In this work we have analyzed the dependence of diurnal and annual modulation of signals, pertaining to the detection of WIMP, on the coordinates of the laboratory, for experiments which may be performed in the planned new Agua Negra Deep Experimental Site (ANDES) underground facility, to be built in San Juan, Argentina. We made predictions for NaI and Ge-type detectors placed in ANDES, to compare with DAMA, CoGeNT, SABRE and DM-ICE arrays, and found that the diurnal modulation of the signals, at the ANDES site, is amplified at its maximum value, both for NaI (Ge)-type detectors, while the annual modulation remains unaffected by the change in coordinates from north to south.Facultad de Ciencias ExactasFacultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Nuclear response to dark matter signals in Ge and Xe odd-mass targets

The interaction of dark matter particles (WIMPs) with the odd-mass 73 Ge and131 Xe target nuclei is analyzed, in the context of the minimal extensions of the SUSYmodel. The BCS+QRPA technique plus the quasiparticle-phonon coupling scheme isused to describe the nuclear structure part of the calculations. The resulting values forthe nuclear spin content of both nuclei are compared with values previously reported inthe literature.Fil: Sáez, María Manuela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. University of California at Berkeley; Estados Unidos. Universidad Nacional de La Plata; ArgentinaFil: Civitarese, Enrique Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Tarutina, Tatiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Fushimi, Keiko Juliana. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. Área Física Teórica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Una vuelta al sol vista desde mi escuela : Astronomía para la emancipación: una propuesta para la formación de ciudadanos críticos

Según se indica en la bibliografía, la enseñanza tradicional de la Astronomía no favorece en los estudiantes la elaboración de conceptualizaciones adecuadas (Vosniadou S, 1992, 1994, 2005). Más aún, los docentes encargados de llevarla adelante tienen dificultades conceptuales similares (Camino N, 1995; Gangui A, 2007,2008; Martínez-Sebastià B, 2004). La repetición memorística de modelos científicos creados por otros genera, inclusive, conceptualizaciones erradas, tales como que en invierno hace frío porque la Tierra se encuentra más lejos del Sol o que el Sol sale por el Este todos los días del año. Tampoco se producen aprendizajes interrelacionados, que establezcan una red de contención de los nuevos conceptos por trabajar.Típicamente, estudiantes y docentes sostienen creencias inconsistentes entre sí y validadas únicamente por provenir de una autoridad científica (Maturana H, 2011). Ese tipo de conocimiento es inerte, incuestionable e inutilizable para construir nuevos conocimientos. Históricamente la creación de modelizaciones astronómicas posibilitó a la humanidad la construcción de una nueva imagen de sí misma y de su relación con el universo. La enseñanza dogmática de estos modelos les niega a los estudiantes la posibilidad de construir esta subjetividad y esta imagen de sí mismos. Cuando esos modelos son incorporados significativamente, el sujeto se empodera (Grupo Choiols, 2012). Por ejemplo, las conceptualizaciones geográficas relacionadas con los círculos mayores y menores del planeta no se correlacionan con los fenómenos astronómicos que provocan la construcción de esos modelos (Ecuador, Meridianos, Paralelos, etc.). Sin esta correlación, este tipo de conocimiento se percibe por el estudiante como arbitrario. Es por todo esto que proponemos trabajar construyendo modelos científicos consistentes con las propias observaciones y mediante procedimientos metodológicamente adecuados. La apropiación del conocimiento por parte del sujeto en situación experiencial favorece aprendizajes más significativos y perdurables, que se constituyen en subsumidores para nuevos procesos de aprendizaje (Moreira M, 2004). Dos ejemplos claros de ello son, por un lado, la comprensión cabal del significado de los mapas y otras cuestiones cartográficas que requieren de la construcción previa de los conceptos de “arriba” y “abajo”, de origen astronómico (y abordados en nuestra secuencia). En segundo lugar, la conceptualización de “marco de referencia” y de “movimiento relativo” son fundamentales para la comprensión de la mecánica clásica. En función de todo lo enunciado es que se consideró pertinente la presentación de este proyecto a la Convocatoria 2013 de Extensión de la Universidad Nacional de La Plata, resultando acreditado y subsidiado para la ejecución durante el corriente año. Consiste en el desarrollo de una secuencia didáctica completa en dos escuelas públicas de Barrio Jardín – La Plata-, que participan del proyecto. Los objetivos propuestos incluyen trabajar la imagen de ciencia y la naturaleza del conocimiento científico a partir de un tema que resulta atractivo para los niños, niñas y adolescentes: la astronomía. La elección de este tema excede el mero estudio de los astros ya que es central en la constitución de la imagen del Mundo, las representaciones cartográficas y la propia subjetividad del individuo. Además los temas abordados son de gran relevancia para el estudio de otras ciencias, como la Física. Para alcanzar estos objetivos se propone la realización de talleres con los docentes y experiencias de mediciones astronómicas directas con los alumnos. Para ello se emplean instrumentos astronómicos sencillos, durante los cuatro grandes eventos del año (solsticios y equinoccios), y se complementan con la construcción de modelos a partir de diferentes softwares e imágenes satelitales, trabajados sobre las netbooks del programa ConectarIgualdad de los estudiantes y docentes. Las experiencias se realizan en el predio de la plaza del barrio, posibilitando la interacción de los establecimientos educativos y los extensionistas con la comunidad.Facultad de Ingenierí

Una vuelta al sol vista desde mi escuela : Astronomía para la emancipación: una propuesta para la formación de ciudadanos críticos

Según se indica en la bibliografía, la enseñanza tradicional de la Astronomía no favorece en los estudiantes la elaboración de conceptualizaciones adecuadas (Vosniadou S, 1992, 1994, 2005). Más aún, los docentes encargados de llevarla adelante tienen dificultades conceptuales similares (Camino N, 1995; Gangui A, 2007,2008; Martínez-Sebastià B, 2004). La repetición memorística de modelos científicos creados por otros genera, inclusive, conceptualizaciones erradas, tales como que en invierno hace frío porque la Tierra se encuentra más lejos del Sol o que el Sol sale por el Este todos los días del año. Tampoco se producen aprendizajes interrelacionados, que establezcan una red de contención de los nuevos conceptos por trabajar.Típicamente, estudiantes y docentes sostienen creencias inconsistentes entre sí y validadas únicamente por provenir de una autoridad científica (Maturana H, 2011). Ese tipo de conocimiento es inerte, incuestionable e inutilizable para construir nuevos conocimientos. Históricamente la creación de modelizaciones astronómicas posibilitó a la humanidad la construcción de una nueva imagen de sí misma y de su relación con el universo. La enseñanza dogmática de estos modelos les niega a los estudiantes la posibilidad de construir esta subjetividad y esta imagen de sí mismos. Cuando esos modelos son incorporados significativamente, el sujeto se empodera (Grupo Choiols, 2012). Por ejemplo, las conceptualizaciones geográficas relacionadas con los círculos mayores y menores del planeta no se correlacionan con los fenómenos astronómicos que provocan la construcción de esos modelos (Ecuador, Meridianos, Paralelos, etc.). Sin esta correlación, este tipo de conocimiento se percibe por el estudiante como arbitrario. Es por todo esto que proponemos trabajar construyendo modelos científicos consistentes con las propias observaciones y mediante procedimientos metodológicamente adecuados. La apropiación del conocimiento por parte del sujeto en situación experiencial favorece aprendizajes más significativos y perdurables, que se constituyen en subsumidores para nuevos procesos de aprendizaje (Moreira M, 2004). Dos ejemplos claros de ello son, por un lado, la comprensión cabal del significado de los mapas y otras cuestiones cartográficas que requieren de la construcción previa de los conceptos de “arriba” y “abajo”, de origen astronómico (y abordados en nuestra secuencia). En segundo lugar, la conceptualización de “marco de referencia” y de “movimiento relativo” son fundamentales para la comprensión de la mecánica clásica. En función de todo lo enunciado es que se consideró pertinente la presentación de este proyecto a la Convocatoria 2013 de Extensión de la Universidad Nacional de La Plata, resultando acreditado y subsidiado para la ejecución durante el corriente año. Consiste en el desarrollo de una secuencia didáctica completa en dos escuelas públicas de Barrio Jardín – La Plata-, que participan del proyecto. Los objetivos propuestos incluyen trabajar la imagen de ciencia y la naturaleza del conocimiento científico a partir de un tema que resulta atractivo para los niños, niñas y adolescentes: la astronomía. La elección de este tema excede el mero estudio de los astros ya que es central en la constitución de la imagen del Mundo, las representaciones cartográficas y la propia subjetividad del individuo. Además los temas abordados son de gran relevancia para el estudio de otras ciencias, como la Física. Para alcanzar estos objetivos se propone la realización de talleres con los docentes y experiencias de mediciones astronómicas directas con los alumnos. Para ello se emplean instrumentos astronómicos sencillos, durante los cuatro grandes eventos del año (solsticios y equinoccios), y se complementan con la construcción de modelos a partir de diferentes softwares e imágenes satelitales, trabajados sobre las netbooks del programa ConectarIgualdad de los estudiantes y docentes. Las experiencias se realizan en el predio de la plaza del barrio, posibilitando la interacción de los establecimientos educativos y los extensionistas con la comunidad.Facultad de Ingenierí

Astronomía para la emancipación: dando significado a los ciclos solares observados en tiempo real, desde la subjetividad de los estudiantes

Se relata la experiencia de un proyecto extensión desarrollado desde la UNLP “Una vuelta al Sol vista desde mi escuela” ejecutado durante 2014. Consistió en el desarrollo de una secuencia didáctica completa en dos escuelas de gestión pública de La Plata. Los propósitos incluyeron trabajar la imagen de ciencia y la naturaleza del conocimiento científico a partir de un tema atractivo para los niños, niñas y adolescentes: la astronomía. El tema abordado excede el mero estudio de los astros, ya que es central en la constitución de la imagen del Mundo, las representaciones cartográficas y la propia subjetividad del individuo. Se realizaron talleres con docentes y experiencias de observación astronómica solar con los alumnos, empleando instrumentos pretelescópicos sencillos, durante los cuatro grandes eventos del año (solsticios y equinoccios).We describe a UNLP outreach project “A trip around the sun seen from my school” (“Una vuelta al sol vista desde mi escuela”) which took place during 2014. The project consisted in the development of a full didactical sequence in two state schools in the city of La Plata. The purpose included working on the image of science and the nature of scientific knowledge starting from an attractive subject for children and teens: astronomy. The subject tackled exceeds the mere study of stars, since it is central in the constitution of student's image of the World, cartographic representations and their own individual subjectivities. We held workshops with teachers and did solar astronomical observations with students, using simple pretelescopical instruments during the four annual events (solstices and equinocces).Facultad de Ciencias ExactasFacultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG

Astronomía para la emancipación: dando significado a los ciclos solares observados en tiempo real, desde la subjetividad de los estudiantes

Se relata la experiencia de un proyecto extensión desarrollado desde la UNLP “Una vuelta al Sol vista desde mi escuela” ejecutado durante 2014. Consistió en el desarrollo de una secuencia didáctica completa en dos escuelas de gestión pública de La Plata. Los propósitos incluyeron trabajar la imagen de ciencia y la naturaleza del conocimiento científico a partir de un tema atractivo para los niños, niñas y adolescentes: la astronomía. El tema abordado excede el mero estudio de los astros, ya que es central en la constitución de la imagen del Mundo, las representaciones cartográficas y la propia subjetividad del individuo. Se realizaron talleres con docentes y experiencias de observación astronómica solar con los alumnos, empleando instrumentos pretelescópicos sencillos, durante los cuatro grandes eventos del año (solsticios y equinoccios).We describe a UNLP outreach project “A trip around the sun seen from my school” (“Una vuelta al sol vista desde mi escuela”) which took place during 2014. The project consisted in the development of a full didactical sequence in two state schools in the city of La Plata. The purpose included working on the image of science and the nature of scientific knowledge starting from an attractive subject for children and teens: astronomy. The subject tackled exceeds the mere study of stars, since it is central in the constitution of student's image of the World, cartographic representations and their own individual subjectivities. We held workshops with teachers and did solar astronomical observations with students, using simple pretelescopical instruments during the four annual events (solstices and equinocces).Facultad de Ciencias ExactasFacultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG