Проект массива телескопов
 Вид на территорию федерального округа Блэк-Рок-Меса с открытыми дверями. | |
| Местоположение(а) | Округ Миллард , штат Юта |
|---|---|
| Координаты | 39 ° 17'49 "с.ш. 112 ° 54'31" з.д. / 39,2969 ° с.ш. 112,9086 ° з.д. |
| Высота | 1400 м (4600 футов) |
| Построен | 2003–2007 |
| Первый свет | 2008  |
| Стиль телескопа | гамма-телескоп |
| Веб-сайт | www |
  Расположение проекта телескопической решетки | |
 Соответствующие СМИ на сайте Commons | |
Проект Telescope Array — это международное сотрудничество с участием исследовательских и образовательных учреждений Японии, США, России, Южной Кореи и Бельгии. [1] Эксперимент предназначен для наблюдения воздушных ливней, вызванных космическими лучами сверхвысокой энергии, с использованием сочетания методов наземной антенны и воздушной флуоресценции. Он расположен в высокогорной пустыне округа Миллард , штат Юта , США, на высоте около 1400 метров (4600 футов) над уровнем моря.
Обзор
[ редактировать ]
Обсерватория Telescope Array представляет собой гибридную детекторную систему, состоящую как из массива из 507 сцинтилляционных поверхностных детекторов (SD), которые измеряют распределение заряженных частиц на поверхности Земли, так и из трех флуоресцентных станций, которые наблюдают за ночным небом над массивом SD. [2] Каждая станция флуоресценции также сопровождается системой LIDAR для мониторинга атмосферы. [3] Массив SD во многом похож на массив группы AGASA , но занимает площадь в девять раз большую. Гибридная установка проекта Telescope Array позволяет одновременно наблюдать как продольное, так и боковое распространение атмосферных ливней. Когда космический луч проходит через атмосферу Земли и вызывает воздушный ливень , флуоресцентные телескопы измеряют сцинтилляционный свет, генерируемый при прохождении ливня через газ атмосферы, в то время как массив сцинтилляционных поверхностных детекторов измеряет след ливня, когда он достигает поверхность Земли.
В центре наземного массива находится Центральная лазерная установка, которая используется для мониторинга и калибровки атмосферы.
Поверхностный детектор
[ редактировать ]
Поверхностные детекторы, составляющие наземный массив, активируются, когда через них проходят ионизирующие частицы обширного воздушного ливня. Когда эти частицы проходят через пластиковый сцинтиллятор внутри детектора, он вызывает испускание сцинтилляционных фотонов, которые затем собираются 96 волокнами, меняющими длину волны, и отправляются в фотоумножители. Электронные компоненты внутри детекторов затем фильтруют результаты, обеспечивая детекторам точность, сравнимую с экспериментом AGASA. [4]
Поверхностные детекторы равномерно распределены на территории протяженностью 762 км. 2 массив сетки с расстоянием 1,2 км между каждым блоком. Каждый поверхностный детектор имеет массу в сборе 250 кг и состоит из источника питания, двух слоев сцинтилляционных детекторов и электроники. Электроэнергия генерируется солнечной панелью мощностью 120 Вт и хранится в герметичной свинцово-кислотной батарее. Система способна работать в течение одной недели в полной темноте. Каждый слой сцинтилляционного детектора изготовлен из экструдированного пластикового сцинтиллятора толщиной 1,2 см и площадью 3 м. 2 .
Станция FD, телескоп и камера
[ редактировать ]Телескопическая решетка имеет три телескопические станции с детекторами флуоресценции (FD). Как и в предыдущих экспериментах Fly's Eye и Fly's Eye высокого разрешения (HiRes), эти детекторы работают путем измерения флуоресцентного света воздуха, излучаемого обширным воздушным ливнем . Каждый телескоп FD состоит из главного зеркала (состоящего из 18 меньших шестиугольных зеркальных сегментов) и камеры. Камеры состоят из 256 фотоумножителей (ФЭУ), чувствительных к ультрафиолетовому свету, генерируемому воздушным ливнем космических лучей. [1]
Станции расположены в треугольнике на расстоянии примерно 35 км друг от друга, при этом Центральная лазерная установка расположена близко к центру треугольника. 3–33 ° Каждая из трех станций имеет 12–14 телескопов, просматривающих диапазон углов места . Эти три участка называются Black Rock Mesa (BRM), Long Ridge (LR) и Middle Drum (MD). [5] Объединив данные трех точек, можно определить первичную энергию, направление прихода и максимальную точку продольного развития воздушного ливня. [1]
Станции Блэк Рок Меса 39 ° 11'18 "N 112 ° 42'42" W / 39,18833 ° N 112,71167 ° W [6] Лонг-Ридж 39 ° 12'28 "N 113 ° 07'17" W / 39,20778 ° N 113,12139 ° W [7] Средний барабан 39 ° 28'22 "N 112 ° 59'37" W / 39,47278 ° N 112,99361 ° W [8] Центральная лазерная установка 39 ° 17'49 "N 112 ° 54'31" W / 39,29694 ° N 112,90861 ° W [9]
Центр космических лучей
[ редактировать ]Центр космических лучей округа Лона и Мэри Уотсон Миллард 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 проекта Telescope Array.
В октябре 2011 года в Центре космических лучей открылся новый центр для посетителей. Здесь представлены экспонаты, рассказывающие об истории исследований космических лучей в Юте и о Телескопической решетке, которая расположена в пустыне к западу от Дельты. В центре также есть экспозиция о близлежащем лагере для интернированных Топаз, где во время Второй мировой войны содержались граждане США японского происхождения.
СКАЗКА
[ редактировать ]TALE — это расширение Telescope Array Low Energy. Он предназначен для наблюдения космических лучей с энергиями от 3×10 16 эВ и 10 19 эВ. TALE добавляет 10 новых телескопов на обсерваторию Мидл-Драм (всего 24 телескопа), расширяя 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 имеет решающее значение при попытке определить химический состав падающей частицы космических лучей. [11]
Проект TALE также включает в себя градуированный массив сцинтилляционных станций, расположенных на расстоянии 400 и 600 метров друг от друга. Затем он подключается к основной матрице сцинтилляторов телескопической решетки, где сцинтилляционные детекторы расположены на расстоянии 1200 метров друг от друга. Эти станции измеряют плотность заряженных частиц (след ливня) на поверхности Земли для событий с более низкой энергией, приближающихся к 3x10. 16 эВ
ТАРА
[ редактировать ]Проект Telescope Array RADAR (TARA) представляет собой попытку 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, что приводит к необходимости строить их в отдаленных местах. Целью проекта TARA является разработка бистатической радиолокационной системы обнаружения, способной поддерживать 24-часовой рабочий цикл за небольшую часть стоимости традиционных систем обнаружения. [12]
В сентябре 2012 года Фонд В.М. Кека предоставил исследователям из Университета Юты грант в размере 1 миллиона долларов на разработку системы бистатического радиолокационного обнаружения. Эта система будет построена рядом с существующей телескопической решеткой и будет использовать аналоговые телевизионные передатчики и цифровые приемники для наблюдения за диапазоном, направлением и силой космических лучей, чтобы проследить их обратно до точки происхождения. [13] После завершения этот новый объект будет называться Радарной обсерваторией В.М. Кека. [13] [14]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Токуно, Х.; и др. (21 февраля 2012 г.). «Новые детекторы флуоресценции воздуха, использованные в эксперименте с телескопической решеткой». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях А . 676 : 54–65. arXiv : 1201.0002 . Бибкод : 2012NIMPA.676...54T . дои : 10.1016/j.nima.2012.02.044 . S2CID 9896454 .
- ^ Т. Абу-Зайяд и др., « Поверхностная детекторная решетка эксперимента с телескопической решеткой » Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях, раздел A: (2012) том. 689
- ^ М. Чикава и др., Труды 29-й сессии МККК (2005) 137
- ^ Каваи, Х; и др. (2008). «Эксперимент с телескопической решеткой». Ядерная физика Б: Приложения к сборнику трудов . 175–176: 220–226. Бибкод : 2008НуФС.175..221К . doi : 10.1016/j.nuclphysbps.2007.11.002 . S2CID 53604164 .
- ^ «Часы ясного неба» .
- ^ Данко, А. «Блэк Рок Меса FD» . Проект массива телескопов . Проверено 25 декабря 2012 г.
- ^ Данко, А. «Лонг-Ридж FD» . Проект массива телескопов . Проверено 25 декабря 2012 г.
- ^ Данко, А. «Миддл Драм ФД» . Проект массива телескопов . Проверено 25 декабря 2012 г.
- ^ Данко, А. «Центральная лазерная установка» . Проект массива телескопов . Проверено 25 декабря 2012 г.
- ↑ Дрейпер, Дин (22 марта 2006 г.). «Посвящен Центру космических лучей». Прогресс хроник округа Миллард
- ^ Мартенс, Кай (2007). «Телескопная решетка и ее низкоэнергетическое расширение». Ядерная физика Б: Приложения к сборнику трудов . 165 : 33–36. Бибкод : 2007НуФС.165...33М . дои : 10.1016/j.nuclphysbps.2006.11.006 .
- ^ Абу Бакр Отман, М.; и др. (2011). «Радиолокационное обнаружение воздушных ливней UHECR на решетке телескопов». 32-я Международная конференция по космическим лучам, Пекин, 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Университет Юты получил от Фонда Кека награду в 1 миллион долларов на изучение космических лучей» . EON: Расширенные онлайн-новости . 25 сентября 2012 года . Проверено 2 июля 2013 г.
- ^ Ли, Джейсен (25 сентября 2012 г.). «Грант в 1 миллион долларов предоставлен У. для изучения космических частиц» . КСЛ . Проверено 2 июля 2013 г.