Development of sensors for individual barium ion identification in the context of the NEXT experiment

Abstract

Esta tesis recoge los resultados obtenidos durante los primeros pasos en el desarrollo de un quemo-sensor de bario dicatión para el experimento NEXT. Su funcionamiento se basa en convertir propiedades químicas del analito en una señal detectable, como una señal eléctrica u óptica. Recientemente se ha explorado el uso de quemo-sensores fluorescentes como herramienta potencialmente única en el campo de la física de neutrinos. El experimento NEXT busca detectar la desintegración doble beta sin neutrinos del isótopo 136Xe. En esta desintegración se producen dos electrones y un dicatión 136Ba2+. Si el ión Ba2+se detectase en coincidencia con los electrones, el experimento NEXT funcionaría sin background. Para identificar el ión Ba2+ se ha propuesto utilizar quemo-sensores fluorescentes. El uso de esta técnica en el campo de física de partículas es completamente novedoso y requiere adaptar estos sensores al entorno extremadamente seco de una cámara de xenon gaseoso a alta presión. La fabricación del sensor requiere inmobilizar las moléculas en una superficie que preserve la sensibilidad de la señal fluorescente. Este enfoque requiere el uso de técnicas de deposición molecular y caracterización en superficies con precisión atómica y el desarrollo de un microscopio de fluorescencia adaptado a estas condiciones.