Projeto para Aquisição de Equipamentos Multiusuários
Kazuyoshi Akiba, Carla Bonifazi, Miriam Gandelman, Claudio Lenz,
Daniel de Miranda Silveira, Edivaldo Moura Santos, Érica Polycarpo.
Junho de 2013
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Resumo
Este projeto destina-se à aquisição de equipamentos com caráter multi-propósito, que podem ser
utilizados em pelo menos três projetos atualmente integrantes da RENAFAE: ALPHA, LHCb e Auger.
A instituição sede para o uso dos equipamentos propostos é o Instituto de Fı́sica da Universidade
Federal do Rio de Janeiro (IF/UFRJ), e por esse motivo omitiremos ao longo de todo o projeto que
os grupos participantes são os baseados no Rio de Janeiro. O histórico já existente de cooperação e
compartilhamento de equipamentos entre os laboratórios participantes desse projeto torna o aspecto
multiusuário dessa proposta facilmente justificável.
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Grupos Participantes
Os grupos envolvidos em Fı́sica da Altas Energias no IF/UFRJ, são o LAPE (Laboratório de Partı́culas
Elementares), envolvido no experimento LHCb, o grupo envolvido no experimento ALPHA, e o grupo
de pesquisa em raios cósmicos, participante da colaboração do observatório Auger. Os pesquisadores do IF/UFRJ participantes de cada uma dessas colaborações têm um histórico significativo de
contribuições.
Os grupos de pesquisa contidos nessa proposta estão participando ativamente de desenvolvimentos
em tarefas de hardware em seus respectivos projetos. O grupo do LHCb está participando do upgrade
do Localizador de Vértices, o VELO, que recentemente fez a escolha de tecnologia de seus sensores
seguindo a geometria de pixel, e é todo baseado em detectores de silı́cio. Além da colaboração com
o VELO, o grupo do LHCb inicia sua participação no projeto do upgrade do detector de trajetórias
que poderá também ser constituı́do de detectores de silı́cio e, por isso, passa por uma etapa de
desenvolvimentos e procura por tecnologias adequadas para sua construção.
O fluxo extremamente baixo de UHECR (Raios Cósmicos de Energias Ultra Altas), de cerca de uma
partı́cula por século por km2 , e as limitações na determinação da composição quı́mica do raio primário
justificam a necessidade de construir detectores com área de coleção cada vez maiores e a combinação
de várias técnicas experimentais para a caracterização de chuveiros atmosféricos extensos. Atualmente,
há uma intensa atividade em Pesquisa e Desenvolvimento, no âmbito da Colaboração Pierre Auger,
de técnicas complementares para a caracterização de chuveiros com medidas que vão da faixa de
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IF/UFRJ
Chamada de Projetos RENAFAE 2013
rádio (MHz) até micro-ondas (GHz). O grupo do Auger tem atualmente colaborações diretas com o
Kavli Institute (University of Chicago) e o Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies
(UMPC/CNRS) para o desenvolvimento de uma técnica capaz de detectar a emissão de micro-ondas
das cascatas. Encontra-se em fase de montagem no IF-UFRJ a eletrônica de aquisição de um detector
protótipo, este último formado por um refletor parabólico, uma matriz de detectores de micro-ondas
em torno do ponto focal. A faixa de operação escolhida é a chamada banda C de TV satélite que vai
de 3.4 GHz a 4.2 GHz. Para a instrumentação desses novos detectores a utilização de equipamentos
modernos e eficientes se torna imprescindı́vel.
Já o grupo do ALPHA tem contribuı́do no desenvolvimento de feixes frios de átomos de Hidrogênio
de fundamental importância para a comparação com os átomos de anti-hidrogênio criados no CERN,
para finalmente realizar testes precisos de violação de CPT utilizando técnicas espectroscópicas de
altı́ssima precisão. Boa parte do desenvolvimento pôde ser feita usando Lı́tio (com transição ótica
de 1-fóton, bem mais forte e mais fácil de ser detectada), mas agora iniciaremos o uso de hidrogênio
também, primeiro em feixe criogênico, e depois em armadilha magnética simulando a situação do
anti-hidrogênio.
Como já foi mencionado os grupos participantes apresentam já de longa data uma ampla colaboração
de equipamentos que foram adquiridos por outros meios, o que demonstra fácil adaptação à presente
chamada. Os participantes dessa proposta seguindo ordem alfabética primeiro por experimento e
então por nome são: Cláudio Lenz e Daniel Miranda (ALPHA), Carla Bonifazi e Edivaldo Moura
Santos (Auger), Érica Polycarpo, Kazuyoshi Akiba e Miriam Gandelman (LHCb).
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Descrição dos Equipamentos
Os principais equipamentos pedidos nessa proposta são de uso generalizado que podem ser facilmente
compartilhados: um osciloscópio de bancada, um gerador de sinais, dois medidores de comprimento
de onda de laser, uma fonte-medidora de corrente ou voltagem. Abaixo segue a lista especı́fica dos
ı́tens:
• GERADOR DE FORMAS ARBITRÁRIAS, 30MHz, 2-Canais - Modelo 33520B -AGILENT
• OSCILOSCÓPIO, 4-Canais, 200MHz Largura de Banda - Modelo DSOX2024A - AGILENT
• UNIDADE FONTE/MEDIDORA, 2 Canais, 100fA de Resolução, Voltagem máxima 210V, Corrente máxima 3A - Modelo 33520B - AGILENT
• MEDIDOR DE COMPRIMENTOS DE ONDA - Modelo 621B-VIS - BRISTOL INSTRUMENTS
• MEDIDOR LCR AGILENT, 100 Hz a 1 MHz- Modelo E4980AL-100 com acessório 16065A AGILENT
• AMPLIFICADOR DE SINAIS, 2 Canais, 50 V pico a pico - Modelo 33502A - AGILENT
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IF/UFRJ
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Chamada de Projetos RENAFAE 2013
Justificativa detalhada
Procuramos solicitar equipamentos de um número mı́nimo o possı́vel de fornecedores diferentes para
minimizar os custos de importação. Em sua grande maioria os equipamentos são fornecidos pela
empresa Agilent e de altı́ssima qualidade. No caso dos medidores de onda laser, um equipamento de
instrumentação dedicada, o fornecedor escolhido é Bristol Instruments.
4.1
Gerador de sinais e formas de onda arbitrárias
Nesse projeto fazemos o pedido de um gerador de sinais que tem várias possı́veis aplicações. Uma delas
será no controle de um sistema de caracterização de detectores de silı́cio que utiliza um laser para gerar
um sinal semelhante ao criado pela incidência de partı́culas carregadas, mas sem as desvantagens de
lidar com fontes radioativas. Contudo, para sincronizar a incidência dos pulsos do laser à aquisição de
dados precisamos de um gerador de sinais com dois canais controláveis para ajustar o atraso relativo
dos pulsos.
4.2
Osciloscópio
O osciloscópio que pedimos é um modelo simples e portátil, de quatro canais para trabalhos em
bancada. Sua compra se faz necessária por dois fatores: um equipamento mais antigo se encontra em
estado desregulado sem possibilidade de reparo e o crescente número de atividades concomitantes nos
laboratórios requer pelo menos mais um osciloscópio de bancada.
4.3
Unidade fonte/medidora
A unidade fonte/medidora tem como principal aplicação seu uso em polarização e caracterização de
detectores de partı́culas, como detectores de silı́cio (como os desenvolvidos pelo grupo do LHCb)
ou fotodetectores (utilizados pelo grupo do ALPHA). Por ser um modelo de dois canais ela poderá
operar simultaneamente dispositivos que precisem de polaridades diferentes. Além disso o controle e
medida precisa da corrente possibilita várias medidas de caracterização em diversos tipos de detectores
diferentes.
4.4
Medidores de Onda laser
Um bom medidor de comprimento de onda de laser é um instrumento fundamental para caracterização
de estabilidade de laser s (em uso crescente pelo LHCb) e seu uso dos lasers em espectroscopia de
átomos como o H e Li, usados pelo ALPHA.
Para dar uma ideia da acurácia necessária para encontrar as transições em estudo, a linha atômica
1S-2S do H, em 243 nm (gerados à partir do dobramento de frequência de 486 nm, transição de 2fótons (contra-propagantes) independente de efeito Doppler e dominada por alargamento de tempo de
voo, tem largura da ordem de centenas de kHz (em 121 nm = soma das frequências ⇡ 2.4 ⇥ 1015 Hz;
a largura depende do tamanho do foco, esse é um valor tı́pico experimental).
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IF/UFRJ
Chamada de Projetos RENAFAE 2013
Isso significa que se quiséssemos sintonizar nosso laser diretamente à transição, precisarı́amos de uma
precisão do medidor de comprimento de onda (usando ”L”com sı́mbolo de comprimento de onda e
”f”como de frequência) de
L/L =
f /f = 2.5 ⇥ 105 /(2.5 ⇥ 1015 ),
igual a uma parte por 109 .
A transição com efeito Doppler (2 fótons co-propagantes é bem mais larga, e portanto, bem menos
intensa e mais difı́cil de achar, teria uma largura tı́pica no nosso caso de L/L ⇡ 1 parte em 10). Já
a transição D1 ou D2 do lı́tio, que está sendo usado para grande parte do desenvolvimento da técnica
de feixe atômico, requer
L/L =
f /f = 10 ⇥ 106 /(0.5 ⇥ 1015 )
= 2 partes em 108 , livre de efeito Doppler, ou 2 partes em 107 com efeito Doppler.
Como medidores de onda com precisão de partes em 108 custam da ordem de 25 mil euros, e como os
medidores são fundamentais na continuação dos desenvolvimentos na UFRJ (pois o antigo quebrou),
resolvemos solicitar um modelo de menor precisão (partes em 107 ), mas que nos permitirá tranquilamente trabalhar com Li, bem como - com algum trabalho - achar a “agulha no paliteiro”, no caso da
transição de H. Obviamente, para o uso na caracterização dos laser s do LHCb, esses medidores são
mais do que suficientes. É fundamental ter 2 medidores pois o sistema gera feixe de Li e H ao mesmo
tempo e para podermos encontrar e otimizar o sinal do H, precisaremos ter certeza que o Li está sendo
gerado e caracterizado (distribuição de velocidades, densidade, temperatura).
4.5
Medidor LCR
Um medidor LCR é utilizado para fazer medidas de impedância, capacitância e indutância de componentes eletrônicos em diferentes condições de operação. Ele tem aplicação direta em caracterização e
qualificação de sensores de silı́cio, principalmente sem a a eletrônica de front-end instalada. O grupo
do LHCb está iniciando uma colaboração para medidas não só com sensores de pixels, como também
sensores em strip de silı́cio que poderão ser completamente caracterizados com o uso de um medidor
LCR. Além disso o medidor LCR pode ser utilizado na qualificação precisa da eletrônica de recepção
dos sinais gerados pelos chuveiros dos raios cósmicos ultra energético.
4.6
Amplificador de Sinais
O amplificador de sinais é mais um equipamento de uso geral que poderá ser compartilhado em
vários laboratórios. Sua principal atuação é na amplificação de sinais gerados por um gerador e
implementados com alta potência de saı́da. Esse amplificador de dois canais permite a polarização de
eletrodos de maneira rápida e com pouco ruı́do amplificado.
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IF/UFRJ
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Chamada de Projetos RENAFAE 2013
Orçamento
A tabela abaixo contém os preços obtidos discriminadamente para cada um dos equipamentos e o
total dos recursos requisitados. Nessa tabela usamos um fator conservador (2.4) para a conversão da
moeda americana dollar (USD) para o Real devido às altas flutuações de câmbio atuais.
Equipamento
Gerador de formas arbitrárias 33520B
Osciloscópio DSOX2024A
Unidade fonte/medidora 33520B
2x Medidor de comprimento de onda 621b-vis e acessórios
Medidor LCR Agilent E4980AL-100 com acessório 16065A
Amplificador de sinais 33502A
TOTAL
Preço em USD
2,715.00
2,993.00
8,250.00
36,880.00
10,480.00
5,050.00
66,368.00
Preço em Reais
6,516.00
7,183.20
19,800.00
88,512.00
25,152.60
12,120.60
159,283.25
Tabela 1: Tabela do orçamento de todos os equipamentos. Essa tabela não inclui os custos de importação.
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Considerações finais
Acreditamos que o projeto proposto se encaixa bem nas normas estipuladas pela presente chamada:
o projeto consiste de vários equipamentos diferentes, todos importados, consideravelmente portáteis
e de uso generalizado, o que permite facilmente cumprir o caráter multiusuário. Incluı́mos portanto
as proformas de cada um dos equipamentos pedidos que também discriminam os eventuais acessórios
necessários para a operação de cada um deles. Nosso projeto não inclui o custeio de importação nem
as taxas alfandegárias.
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ANEXOS:
Proformas dos Fornecedores
PROFORMA INVOICE
MULTCOM, INC.
6187 NW 167 Street, #H7
Hialeah, FL 33015 - USA
Phone: (305)818-0004: Fax: (305)818-0664
EIN #65-0541018
Number:
Page:
Date:
Bill To:
CENTRO BRASILEIRO DE PESQUISAS FISICAS
RUA DR. XAVIER SIGAUD, 150
URCA
RIO DE JANEIRO - RJ 22290-180
BRAZIL
PO NUMBER
TERMS
IN ADVANCE
Ship To:
CENTRO BRASILEIRO DE PESQUISAS FISICAS
RUA DR. XAVIER SIGAUD, 150
URCA
RIO DE JANEIRO - RJ 22290-180
BRAZIL
CUSTOMER NR.
DESCRIPTION
OSCILLOSCOPE, 4-CHANNEL, 200MHz WAVEGEN 20MHz FUNCTION GENERATOR
INSTALLED - DSOX2024A
P1012
1/1
6/25/13
SHIP VIA
AIR
INCOTERMS
EX-WORKS
MFR
AGT
QTY
1
U/PRICE
$ 2,993.00
$
TOTAL
ORIGIN
2,993.00
MY
AGT
1
$ 8,250.00
$
8,250.00
MY
AGT
1
$
2,715.00
$
2,715.00
MY
AGT
1
$ 5,050.00
$
5,050.00
MY
AGT
AGT
1
1
$ 8,540.00
$ 1,940.00
$
$
8,540.00
1,940.00
MY
MY
NCM: 90302010
PRECISION SOURCE/MEASURE UNIT,2CH,100fA RESOLUTION,210V,3A DC/10.5A PULSE
B2902A
NCM: 90303990
WAVEFORM GENERATOR, 30MHz, 2-CHANNEL - 33520B
NCM: 85432000
33502A 2-CHANNEL 50 Vpp ISOLATED AMPLIFIER
NCM: 85432000
E4980AL, LCR-100
NCM: 90303390
16065A 200Vdc EXTERNAL VOLTAGE BIAS FIXTURE
NCM: 90309090
WARRANTY: 3 YEARS
VALIDITY:
30 DAYS
SHIPMENT PREVISION: 8 WEEKS FROM PAYMENT
APPROX. GROSS WEIGHT: 15.5KGS
APPROX. NET WEIGHT: 14.0KGS
DEPARTURE: MIA, MIAMI INTERNATIONAL AIRPORT
DESTINATION: AIRPORT OF RIO DE JANEIRO
MULTCOM IS OFFICIALLY REPRESENTED BY:
KARIMEX COMPONENTES ELETRONICOS LTDA
CNPJ: 88.938.329/0001-49
BANK: CITIBANK F.S.B., 8750 DORAL BLVD, DORAL, FL 33178
ABA # 266086554 / SWIFT CODE: CITIUS33 / ACCT # 3200512443
BENEFICIARY: MULTCOM INC.
TOTAL
$ 29,488.00
Valley International Corporation
3100 MANCHACA ROAD
Austin, TX-78704
Telephone 512-453-0310 - FAX 512-453-0547
June 24, 2013
TO:
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
Rua Dr.Xavier Sigaud, 150
Urca - Rio de Janeiro – RJ – Brazil
CEP: 22290-180
PROFORMA INVOICE BR13716-2-A
It.
1
Model
Description of Goods
621B-VIS Laser Wavelength Meter (CW Lasers)
Qt.
Ut.
Unit Price
Total Price
2
EA
17,850.00
35,700.00
2
EA
475.00
950.00
Wavelength accuracy: ± 0.75 ppm, wavelength range: 375 – 1100 nm, fiber-optic input
2
LC-1-VIS Fiber-Optic Laser Coupler
Input coupler, wavelength range: 400 – 1100 nm)
note: the original factory warranty is offered. No installation on site is offered.
Equipment Electrical:
IMPORTANT NOTE
Please carefully note the equipment electrical specification in the Proforma and verify
that it is compatible with your facilities.
90 – 264 VAC, 47 – 63 Hz
User Electrical:
127V-1ph/60Hz
Important: All Sales are considered final; please carefully review the product
specifications
It is strongly recommended that the user utilizes a power protection and
conditioning system to prevent damaging the instrument when grid power
oscillations happen. Power surges and oscillations are the leading cause of
problems in modern equipment and factory warranties do not cover damage
when produced by grid power oscillations which can happen by themselves and
associated with power outages.
Export Order Handling & Documentation
Export packing and and inland freight
Wire transfer Bank Fee
TOTAL, FOB ORIGIN AUSTIN TX USA
100.00
95.00
35.00
36,880.00
Conditions:
Validity: 60 DAYS
Delivery: 6 TO 12 WEEKS AFTER PLACING ORDER
Price given in US $
Terms: Advanced payment with the order by wire transfer
Full amount must be received; Please instruct bank to apply all fees to applicant's account
Important: Advanced payment DOES NOT Include a Bank Guaranty
ON PAYMENT TERMS
The price quoted is dependent on the payment terms stated. Non-acceptance of payment terms voids the product offer.
Bank Information for wire transfer:
Bank of America, 501 Congress Ave. , Austin, TX-78704
Valley International Corporation, , Account No. 0021-4045-0411
Routing ABA number: 0260-0959-3; SWIFT BOFAUS3N
Manufacturer's warranty duration and Conditions are as per manufacturer's usual warranty
Notice: Prices offered are valid for a direct Purchase Order only.
Special Purchasing procedures such as Public Bidding, Contracts, Bonding, Concursos, Fianzas,
and / or any other procedure or special requirements are not covered in this offer.
The Proforma issued here is based on a non-contract best effort basis.
Contractual requirements void the offer.
Approved: Dr. Rodolfo Carrera
Valley International Corp.
Valley International Corp.
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