Design of resonant structures and tuning systems for performance enhancement in dark matter axions and gravitational waves detection experiments
type: CreativeWork
description: [SPA] Esta tesis doctoral se centra en el desarrollo y optimización de dispositivos para la detección de axiones de materia oscura y su posible aplicación a la detección de ondas gravitacionales. La detección del axión es clave para resolver dos grandes enigmas de la física moderna: la naturaleza de la materia oscura y el problema CP fuerte. Para ello, se emplean haloscopios, cavidades resonantes en tecnología de guía de onda que requieren imanes de alto campo magnético y temperaturas criogénicas para maximizar la conversión de axiones en fotones y reducir el ruido de la señal. Estos dispositivos también pueden utilizarse en la detección de ondas gravitacionales, cuya existencia fue predicha por Albert Einstein y cuya primera detección en frecuencias bajas se logró recientemente. Se espera que fenómenos cósmicos generen ondas gravitacionales de alta frecuencia, donde los haloscopios podrían desempeñar un papel clave. Durante esta tesis se han diseñado haloscopios para dos experimentos en las bandas UHF y W, ya que la masa del axión determina la frecuencia de operación. Se ha trabajado en sistemas de sintonización que permitan ajustar la frecuencia de detección sin comprometer los parámetros clave del experimento, explorando la sintonización mecánica, basada en placas giratorias y paredes deslizantes, y la sintonización eléctrica, utilizando grafeno y diodos varactores. La sintonización mecánica ha sido simulada y probada experimentalmente con buenos resultados, mientras que la eléctrica, aunque prometedora, aún enfrenta retos tecnológicos. Otras líneas de investigación incluyen el uso del método electromagnético modal BI-RME3D para analizar la potencia generada por el axión en cavidades de banda W y el estudio de la influencia de la direccionalidad del campo axiónico en la potencia detectada según la posición del haloscopio. También se ha mejorado un haloscopio coaxial con geometría hexagonal mediante el concepto de multicavidad para aumentar su volumen sin afectar …
abstract: [SPA] Esta tesis doctoral se centra en el desarrollo y optimización de dispositivos para la detección de axiones de materia oscura y su posible aplicación a la detección de ondas gravitacionales. La detección del axión es clave para resolver dos grandes enigmas de la física moderna: la naturaleza de la materia oscura y el problema CP fuerte. Para ello, se emplean haloscopios, cavidades resonantes en tecnología de guía de onda que requieren imanes de alto campo magnético y temperaturas criogénicas para maximizar la conversión de axiones en fotones y reducir el ruido de la señal. Estos dispositivos también pueden utilizarse en la detección de ondas gravitacionales, cuya existencia fue predicha por Albert Einstein y cuya primera detección en frecuencias bajas se logró recientemente. Se espera que fenómenos cósmicos generen ondas gravitacionales de alta frecuencia, donde los haloscopios podrían desempeñar un papel clave. Durante esta tesis se han diseñado haloscopios para dos experimentos en las bandas UHF y W, ya que la masa del axión determina la frecuencia de operación. Se ha trabajado en sistemas de sintonización que permitan ajustar la frecuencia de detección sin comprometer los parámetros clave del experimento, explorando la sintonización mecánica, basada en placas giratorias y paredes deslizantes, y la sintonización eléctrica, utilizando grafeno y diodos varactores. La sintonización mecánica ha sido simulada y probada experimentalmente con buenos resultados, mientras que la eléctrica, aunque prometedora, aún enfrenta retos tecnológicos. Otras líneas de investigación incluyen el uso del método electromagnético modal BI-RME3D para analizar la potencia generada por el axión en cavidades de banda W y el estudio de la influencia de la direccionalidad del campo axiónico en la potencia detectada según la posición del haloscopio. También se ha mejorado un haloscopio coaxial con geometría hexagonal mediante el concepto de multicavidad para aumentar su volumen sin afectar …
author: Navarro Madrid, José Ramón
keywords: Tecnología de las comunicaciones, Enlaces de microondas, Electromagnetismo, Ondas electromagnéticas, Astrofísica nuclear, Partículas (Física nuclear)
date published: 2025
date modified: 2026-07-24T05:39:29Z
provider: Universidad Politécnica de Cartagena
publisher: Networked Digital Library of Theses and Dissertations
type: WebPage
source organization: Universidad Politécnica de Cartagena

PropertyValue
property ID: DOI
value: 10.31428/10317/18803