Um cintilador é um bloco de plástico transparente que é dopado com moléculas cintilantes. Nunca é exposto directamente à luz: é forrado de papel de alumínio reflector e protegido da luz por fita adesiva negra. Nas figuras de baixo mostram-se o aspecto do material de que são feitos os cintiladores usados no detector e o aspecto dos cintiladores depois de cobertos de alumínio e fita adesiva.

Figuras 1.1.1 - À esquerda: material dos cintiladores usados no telescópio de raios cósmicos. O material é Polivinyltolueno. A foto foi retirada da empresa Bicron. À direita: os cintiladores montados, prontos para usar no detector. Ao colocar o cursor do rato sobre a montagem experimental poderá ver a legenda de cada componente.

     A função das moléculas cintilantes é detectar a passagem de partículas carregadas. Quando uma partícula carregada atravessa uma quantidade de matéria perde parte da sua energia para o meio atravessado. Essa energia é absorvida pelos electrões das moléculas desse meio, que transitam para um nível de maior energia. Quando estes electrões retornam de novo ao estado fundamental re-emitem a energia absorvida sob a forma de luz visível. No caso dos cintiladores usados no Telescópio de Raios Cósmicos a luz emitida é violeta (o comprimento de onda é aproximadamente 430 nm). Esta luz propaga-se ao longo do plástico do cintilador, é reflectida nas folhas de alumínio, e é recolhida num guia de luz. Um guia de luz é também uma peça de plástico transparente mas que é cortada com uma geometria especial de forma a focar a luz numa área pequena. O guia de luz é colocado numa das extremidades do cintilador de modo a conduzir a luz ao fotomultiplicador.

     Um fotomultiplicador converte a luz em sinal eléctrico. A intensidade do sinal eléctrico é tanto maior quanto maior for a quantidade de luz detectada. Esta conversão baseia-se num fenómeno da física quântica que tem o nome de efeito fotoeléctrico.

     A luz entra no fotomultiplicador por uma janela e incide sobre uma placa designada fotocátodo. Aí é absorvida pelos electrões atómicos os quais adquirem energia suficiente para se libertarem da atracção do núcleo. Os electrões assim libertados sofrem a acção de uma diferença de potencial e são acelerados para uma placa designada dínodo. Ao chocarem com o dínodo libertam-se novamente electrões atómicos multiplicando o sinal eléctrico inicial. Este processo de aceleração / multiplicação é repetido ao longo de uma cadeia de dínodos e quando os electrões atingem o ânodo do fotomultiplicador formam uma corrente eléctrica detectável.

Figura 1.2.1 - Esquema de funcionamento de um fotomultiplicador mostrando como a radiação incidente inicia uma cascata de electrões através do efeito fotoeléctrico. Ao colocar o cursor do rato sobre cada componente do fotomultiplicador poderá ver a legenda correspondente e procurar no texto a sua referência.

     Em resumo quando uma partícula carregada atravessa um cintilador deposita nele uma quantidade de energia que é convertida em luz. Esta luz atravessa o cintilador e é focada por um guia de luz para um fotomultiplicador. No fotomultiplicador a luz é convertida em corrente eléctrica, a qual é usada para assinalar a passagem das partículas de uma cascata.