Проект массива телескопов - Telescope Array Project

Проект массива телескопов
BRM-FD-open.jpg
Вид на площадку Black Rock Mesa FD при открытых дверях
Местоположение (а)Миллард Каунти, Юта
Координаты39 ° 17′49 ″ с.ш. 112 ° 54′31 ″ з.д. / 39,2969 ° с.ш.112,9086 ° з.д. / 39.2969; -112.9086Координаты: 39 ° 17′49 ″ с.ш. 112 ° 54′31 ″ з.д. / 39,2969 ° с.ш.112,9086 ° з.д. / 39.2969; -112.9086 Отредактируйте это в Викиданных
Высота1,400 м (4,600 футов) Отредактируйте это в Викиданных
Построен2003 Отредактируйте это в Викиданных–2007 Отредактируйте это в Викиданных (2003 Отредактируйте это в Викиданных–2007 Отредактируйте это в Викиданных) Отредактируйте это в Викиданных
Первый свет2008 Отредактируйте это в Викиданных
Стиль телескопагамма-телескоп  Отредактируйте это в Викиданных
Интернет сайтwww.telescopearray.org Отредактируйте это в Викиданных
Telescope Array Project находится в США.
Проект массива телескопов
Расположение проекта массива телескопов
Страница общин Связанные СМИ на Викискладе?
[редактировать в Викиданных ]

В Проект телескопа это международное сотрудничество с участием исследовательских и образовательных учреждений в Японии, США, России, Южной Корее и Бельгии.[1] Эксперимент предназначен для наблюдения атмосферных ливней, вызванных космические лучи сверхвысокой энергии с использованием комбинации наземных антенных решеток и методов воздушной флуоресценции. Он расположен в высокой пустыне в Миллард Каунти, Юта (США) на высоте около 1400 метров (4600 футов) над уровнем моря.

Обзор

Иллюстрация телескопа. Три флуоресцентных телескопа наблюдают за ультрафиолетовым светом, излучаемым воздушным ливнем, а массив поверхностных детекторов регистрирует частицы, когда они падают на землю.

Обсерватория Telescope Array представляет собой гибридную детекторную систему, состоящую из массива из 507 сцинтилляционных поверхностных детекторов (SD), которые измеряют распределение заряженных частиц на поверхности Земли, и трех флуоресцентных станций, которые наблюдают за ночным небом над SD-массивом.[2] Каждая флуоресцентная станция также сопровождается системой LIDAR для атмосферного мониторинга.[3] Массив SD очень похож на массив АГАСА группа, но занимает площадь в девять раз больше. Гибридная установка проекта Telescope Array позволяет одновременно наблюдать как продольное развитие, так и поперечное распределение атмосферных ливней. Когда космический луч проходит через атмосферу Земли и вызывает воздушный душ флуоресцентные телескопы измеряют сцинтилляционный свет, образующийся при прохождении ливня через газ атмосферы, а массив сцинтилляционных поверхностных детекторов измеряет след ливня, когда он достигает поверхности Земли.

В центре наземного массива находится Центральная лазерная установка, которая используется для атмосферного мониторинга и калибровки.

Детектор поверхности

Сцинтилляционный поверхностный детектор из массива телескопов

Поверхностные детекторы, составляющие наземный массив, активируются, когда через них проходят ионизирующие частицы из обширного воздушного ливня. Когда эти частицы проходят через пластиковый сцинтиллятор внутри детектора, он индуцирует фотоэлектроны, которые затем собираются с помощью волоконно-сдвигающих волокон и отправляются в фотоэлектронный умножитель. Электронные компоненты в детекторах затем фильтруют результаты, обеспечивая точность детекторов, сопоставимую с экспериментом AGASA.[4]

Поверхностные детекторы равномерно распределены на 762 км.2 сетка с расстоянием между блоками 1,2 км. Каждый поверхностный детектор имеет вес в сборе 250 кг и состоит из источника питания, двух слоев сцинтилляционных детекторов и электроники. Электроэнергия вырабатывается солнечной панелью мощностью 120 Вт и хранится в герметичной свинцово-кислотной батарее. Система способна работать в течение одной недели в полной темноте. Каждый сцинтилляционный детекторный слой изготовлен из экструдированного пластикового сцинтиллятора толщиной 1,2 см и площадью 3 м2. Трубка фотоумножителя подключена к сцинтиллятору через 96 волокон со сдвигом длины волны.

Станция FD, телескоп и камера

Сопоставьте все координаты, используя: OpenStreetMap  
Скачать координаты как: KML  · GPX

Телескопическая решетка имеет три телескопических станции с флуоресцентным детектором (FD). Как и в предыдущем Fly's Eye и Глаз мухи высокого разрешения (HiRes) эти детекторы работают, измеряя флуоресцентный свет воздуха, излучаемый обширный воздушный душ. Каждый телескоп FD состоит из главного зеркала (состоящего из 18 меньших шестиугольных сегментов зеркала) и камеры. Камеры состоят из 256 ФЭУ (фотоэлектронных умножителей), чувствительных к ультрафиолетовому свету, генерируемому воздушным потоком космических лучей.[1]

Станции расположены в треугольнике примерно в 35 км друг от друга. Каждая станция имеет 12-14 телескопов, просматривающих диапазон от 3 до 33 градусов по высоте. Три сайта названы Black Rock Mesa (BRM), Long Ridge (LR) и Средний барабан (МД).[5] Комбинируя данные с трех точек, можно определить первичную энергию, направление прихода и максимальную точку продольного развития атмосферного ливня.[1]

Станции
Black Rock Mesa39 ° 11′18 ″ с.ш. 112 ° 42′42 ″ з.д. / 39,18833 ° с.ш.112,71167 ° з.д. / 39.18833; -112.71167 (Black Rock Mesa)[6]
Long Ridge39 ° 12′28 ″ с.ш. 113 ° 07′17 ″ з.д. / 39.20778 ° с.ш.113.12139 ° з.д. / 39.20778; -113.12139 (Long Ridge)[7]
Средний барабан39 ° 28′22 ″ с.ш. 112 ° 59′37 ″ з.д. / 39,47278 ° с.ш.112,99361 ° з.д. / 39.47278; -112.99361 (Средний барабан)[8]
Центральная лазерная установка39 ° 17′49 ″ с.ш. 112 ° 54′31 ″ з.д. / 39,29694 ° с.ш.112,90861 ° з. / 39.29694; -112.90861 (Центральная лазерная установка)[9]

Центр космических лучей

Центр космических лучей округа Миллард Лон и Мэри Уотсон был открыт 20 марта 2006 года.[10] Центр расположен по адресу 648 West Main Street в Дельте. Здание служит штаб-квартирой и центром обработки данных для проекта Telescope Array.

В октябре 2011 года в Центре космических лучей открылся новый центр для посетителей. В нем представлены экспонаты, рассказывающие об истории исследований космических лучей в Юте и о телескопе, который разбросан по пустыне к западу от Дельты. В центре также есть выставка о близлежащем лагере для интернированных Топаз, где во время Второй мировой войны содержались американские граждане японского происхождения.

СКАЗКА

TALE - это расширение Telescope Array Low Energy. Он предназначен для наблюдения космических лучей с энергией от 3 × 1016эВ и 1019эВ. TALE добавляет 10 новых телескопов к обсерватории Мидл-Барабан (всего 24 телескопа), увеличивая вертикальное поле зрения так, что теперь оно простирается от 3 до 59 градусов по высоте. Это позволяет станции видеть развитие ливня, включая максимум ливня для событий с более низкой энергией. Это очень важно при попытке определить химический состав падающей частицы космических лучей.[11]

В проекте TALE также есть ряд сцинтилляционных станций, расположенных на расстоянии 400 м и 600 м друг от друга. Затем он подключается к основной матрице сцинтилляторов Telescope Array, где сцинтилляционные детекторы расположены на расстоянии 1200 м друг от друга. Эти станции измеряют плотность заряженных частиц (след ливня) на поверхности Земли для событий с более низкой энергией, приближающихся к 3x10.16эВ

ТАРА

Проект RADAR с телескопической решеткой (TARA) - это попытка преодолеть некоторые проблемы, присущие современным методам обнаружения космических лучей. Из-за солнца, луны и погоды рабочий цикл флуоресцентных телескопов обычно ограничен десятью процентами. Наземные массивы могут работать в течение дня, но требуют большого количества земли, поэтому их необходимо строить в удаленных местах. Цель проекта TARA - разработать бистатический радар система обнаружения, способная поддерживать 24-часовой рабочий цикл за небольшую часть стоимости традиционных систем обнаружения.[12]

В сентябре 2012 г. Фонд В. М. Кека предоставил исследователям из Университета Юты грант в размере 1 миллиона долларов на разработку бистатической радарной системы обнаружения. Эта система будет построена вместе с существующей системой телескопов и будет использовать аналоговые телевизионные передатчики и цифровые приемники для наблюдения за дальностью, направлением и силой космических лучей, чтобы проследить их до точки их происхождения.[13] После завершения этот новый объект будет называться W.M. Радарная обсерватория Кека[13][14]

использованная литература

  1. ^ а б c Tokuno, H .; и другие. (21 февраля 2012 г.). «Новые детекторы флуоресценции воздуха, использованные в эксперименте Telescope Array». Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях A. 676: 54–65. arXiv:1201.0002. Bibcode:2012NIMPA.676 ... 54 т. Дои:10.1016 / j.nima.2012.02.044. S2CID  9896454.
  2. ^ Т. АбуЗайяд и др. "Матрица поверхностных детекторов эксперимента Telescope Array "Ядерные приборы и методы в физических исследованиях Секция A: (2012) т. 689"
  3. ^ М. Чикава и др., Труды 29-го МККК (2005) 137
  4. ^ Kawai, H; и другие. (2008). "Эксперимент с телескопической решеткой". Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 175-176: 220–226. Bibcode:2008НуФС.175..221К. Дои:10.1016 / j.nuclphysbps.2007.11.002.
  5. ^ "Часы ясного неба".
  6. ^ А. Данко. "Телескопическая решетка Black Rock Mesa FD". Проект массива телескопов. Получено 2012-12-25.
  7. ^ А. Данко. "Телескопическая решетка Лонг Ридж ФД". Проект массива телескопов. Получено 2012-12-25.
  8. ^ А. Данко. "Средний барабан телескопической решетки FD". Проект массива телескопов. Получено 2012-12-25.
  9. ^ А. Данко. «Центральная лазерная установка с телескопической решеткой». Проект массива телескопов. Получено 2012-12-25.
  10. ^ Дрейпер, Дин (22 марта 2006 г.). «Центр космических лучей посвящен». Хроники округа Миллард Прогресс
  11. ^ Мартенс, Кай (2007). «Телескопическая решетка и ее расширение с низким энергопотреблением». Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 165: 33–36. Bibcode:2007НуФС.165 ... 33М. Дои:10.1016 / j.nuclphysbps.2006.11.006.
  12. ^ Abou Bakr Othman, M .; и другие. (2011). "Радиолокационное обнаружение атмосферных ливней КЛСВЭ на телескопической решетке". 32-я Международная конференция по космическим лучам, Пекин, 2011 г..
  13. ^ а б «Университет Юты выделил 1 миллион долларов от Фонда Кека на исследование космических лучей». EON: расширенные онлайн-новости. 25 сентября 2012 г.. Получено 2 июля 2013.
  14. ^ Ли, Джасен (25 сентября 2012 г.). "Грант в размере 1 млн долларов США предоставлен США для изучения космических частиц". KSL. Получено 2 июля 2013.