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Observatório LAGO: o gigante latino-americano usando redes avançadas

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Os dados gerados entre os diferentes centros LAGO são transferidos através das redes avançadas. Dependendo do número de detectores, 5 a 10 GB são processados mensalmente para cada site, conforme indicado pelo Dr. Torres, pesquisador principal do projeto.

O Observatório Gigante da América Latina (LAGO, por sua sigla em inglês) é um projeto internacional de astrofísica e astropartículas envolvendo nove países da América Ibérica localizados em diferentes altitudes entre México e Antártica, a saber, Argentina, Brasil, Chile, Colômbia, Equador, Espanha, Guatemala, México e Peru. É integrado por grupos interdisciplinares de físicos, engenheiros e estudantes com quase 100 membros de 25 instituições acadêmicas. Foi fundado em 2005 durante uma reunião realizada em San Carlos de Bariloche.

Cinco instituições membros da Rede Nacional Mexicana de Educação e Pesquisa, CUDI, participam do LAGO:

1. Universidad Autónoma de Chiapas (UNACH)
2. Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE)
3. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP)
4. Universidad Politécnica de Pachuca (UPP)
5. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH)

O projeto consiste em operar detectores de Cherenkov de baixo custo na água, nas montanhas altas, para detectar flashes de raios gama e estudar fenômenos meteorológicos transientes e de longo prazo através da modulação solar de raios cósmicos. O primeiro detector foi construído em Bariloche em 2005, e o primeiro em altura foi montado em Chacaltaya, Bolívia, em 2006.

A eletrônica de LAGO em 2005 consistia em uma adaptação do protótipo eletrônico do Observatório Pierre Auger. Graças a uma doação do ICTP (Centro Internacional de Física Teórica) em 2010, foi decidido desenvolver uma nova infraestrutura exclusivamente para LAGO. Este desenvolvimento foi feito principalmente no laboratório de DPR (Detecção de Partículas e Radiação, do Centro Atômico de Bariloche), em colaboração com o grupo de Puebla, no México. Foi distribuído nas diferentes sedes do LAGO e começou a ser usado em dezembro de 2011.

LAGO está comprometido com a educação e disseminação científica em cada uma das regiões participantes. Entre as tarefas dos membros e suas instituições está a de capacitar estudantes latino-americanos em física de astropartículas e construir uma rede latino-americana de pesquisa de astropartículas. Parte da filosofia da colaboração é manter o acesso gratuito ao conhecimento e aos dados de sua produção científica. Consequentemente, LAGO é um dos poucos projetos na região que tem um repositório de dados e simulações experimentais.

"Quase todos os detectores pertencentes ao projeto LAGO são instalados em áreas remotas e inacessíveis, de modo que o uso da internet facilita a coleta de dados e os testes de saúde de cada detector. Antes de instalar cada detector, devem ser realizadas simulações computacionais para nos dar uma ideia dos parâmetros que esperamos ou para estabelecer o design dos detectores. Para isso devemos simular a chegada de diferentes partículas, com diferentes energias e diferentes direções de chegada, simular os processos físicos a que cada uma dessas cachoeiras são submetidas durante a sua o desenvolvimento na atmosfera, as partículas secundárias produzidas por cada cachoeira - algumas delas com centenas de milhões de partículas individuais. Em seguida, cada uma dessas partículas é injetada em um código de simulação de Monte Carlo que resulta no desempenho de cada detector submetido a esta radiação.”

"Devido ao grande número de cálculos de ambas as simulações, o uso de clusters de computadores se torna necessário. Uma simulação deste tipo pode durar alguns meses em um Cluster de bom tamanho”, indicou o Dr. Ibrahim Torres no Primeiro Encontro Latinoamericano de eCiência, realizado em San José, Costa Rica, entre 3 a 5 de julho de 2017. O Dr. Torres é o principal pesquisador do Projeto LAGO e pesquisador do Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica e Eletrônica (INAOE). Sua primeira participação no projeto LAGO começou quando fez o primeiro pós-doutorado na Universidade Autônoma Benemérita de Puebla (BUAP) em 2006.

"Os membros deste projeto pertencem a um grande número de universidades da América Latina, e por isso, para concentrar os esforços de forma eficiente, utilizamos novas tecnologias baseadas principalmente na internet para realizar reuniões através de videoconferências.”

"O software usado para analisar todos os dados coletados por cada detector é desenvolvido por vários membros do projeto; nas décadas anteriores, cada pesquisador era responsável pela programação de seus softwares. No entanto, com a quantidade de dados que tem de ser processada, não é mais viável para um único pesquisador gerar tal quantidade de código, o que nos levou a explorar as TIC com base em trabalhos colaborativos que nos permitem trabalhar de forma remota e independente, mas sem interferência destrutiva com nossos colegas", diz o Dr. Torres." A RedCLARA nos forneceu sua plataforma e agora podemos realizar videoconferências periódicas para colaboração, não precisando mais de um equipamento sofisticado para poder se conectar".

"O observatório LAGO vem operando há alguns anos, coletando dados sobre a detecção de raios gama e cósmicos. Durante esses anos, registramos alguns fenômenos do tempo espacial como a chamada diminuição de forbush, que é uma diminuição no copo de chegada de raios cósmicos devido às ejeções de massa coronal do nosso Sol. Não descartamos a gravação do primeiro evento de explosões de raios gama, sincronizando nossas detecções com as de qualquer um dos satélites, como Fermi ou Swift. Durante o tempo deste projeto, um par de dezenas de estudantes de graduação e doutorado contribuíram para o treinamento de recursos humanos altamente capacitados na América Latina".

"O uso de redes acadêmicas é vital para a colaboração no LAGO. Sem eles teríamos que pagar às empresas para fornecer o mesmo serviço", disse o Dr. Torres.

Como uma iniciativa competitiva desenvolvida a partir da América Latina, que aproveita plenamente as condições geográficas e a tradição de vários grupos no trabalho de alta montanha, Humberto Salazar Ibargüen, responsável pela sede de LAGO em Sierra Negra, mencionou em uma entrevista para a RedCLARA: “O custo reduzido da experiência e a formação de recursos humanos, tanto na área tecnológica como científica, são aspectos que destacam essa competitividade ".

"Os dados gerados entre os diferentes centros de LAGO são transferidos através das Redes Avançadas. Dependendo do número de detectores, 5 a 10 GB são processados mensalmente para cada site. LAGO publicou seus resultados em periódicos científicos internacionais com referência e apresentou seus avanços no CICV (International Cosmic Rays Conference) em Busan, Coréia. Também foi um grande motor na formação de recursos humanos de alta qualidade na área de astrofísica de alta energia. Mantendo contato com colegas e estudantes, muitas vezes assessorados por colegas de outro países, percebemos que este é um dos problemas técnicos que resolvemos com a ajuda das Redes Nacionais de Pesquisa e Educação membros da RedCLARA", conclui o Dr. Torres.

Para 2018, LAGO está buscando ter a nova eletrônica para a aquisição de dados, um novo detector será instalado em Viña del Mar, Chile, e se cogita a incorporação de Cuba ao Projeto.

Referências:

 

https://documentos.redclara.net/bitstream/10786/1314/1/Proyecto%20internacional%20LAGO.pdf
http://lagoproject.org/
http://dspace.redclara.net/bitstream/10786/464/1/alice2_cs03_lago_es.pdf
http://cevale2.uis.edu.co/~cevale2/wiki/index.php/P%C3%A1gina_Principal
https://es.slideshare.net/rodrigotorrens/repositorio-de-datos-lago