Projekt dalekohledu - Telescope Array Project

Projekt dalekohledu

Pohled na stránky Black Rock Mesa FD s otevřenými dveřmi
Umístění	Millard County , Utah
Souřadnice	39 ° 17'49 "N 112 ° 54'31" W  /  39,2969 ° N 112,9086 ° W  / 39,2969; -112,9086 Souřadnice : 39 ° 17'49 "N 112 ° 54'31" W  /  39,2969 ° N 112,9086 ° W  / 39,2969; -112,9086
Nadmořská výška	1400 m (4600 ft)
Postavený	2003–2007  ( 2003–2007 )
První světlo	2008
Styl dalekohledu	gama dalekohled
webová stránka	www .telescopearray .org
Umístění projektu Telescope Array Project
Související média na Wikimedia Commons
[ upravit na Wikidata ]

Projekt Telescope Array je mezinárodní spolupráce zahrnující výzkumné a vzdělávací instituce v Japonsku, Spojených státech, Rusku, Jižní Koreji a Belgii. Experiment je navržen tak, aby pozoroval vzduchové sprchy indukované kosmickým paprskem o vysoké energii pomocí kombinace pozemního pole a vzduchové fluorescence. Nachází se ve vysoké poušti v okrese Millard v Utahu ve Spojených státech ve výšce asi 1400 metrů nad mořem.

Přehled

Ilustrace pole dalekohledu. Tři fluorescenční dalekohledy pozorují ultrafialové světlo vydávané vzduchovou sprchou, zatímco řada povrchových detektorů registruje částice při dopadu na zem.

Observatoř Telescope Array je hybridní detektorový systém, který se skládá z řady 507 scintilačních povrchových detektorů (SD), které měří distribuci nabitých částic na zemském povrchu, a tří fluorescenčních stanic, které pozorují noční oblohu nad SD polem. Každá fluorescenční stanice je také doprovázena systémem LIDAR pro monitorování atmosféry. Pole SD je velmi podobné skupině AGASA , ale pokrývá oblast, která je devětkrát větší. Hybridní uspořádání projektu Telescope Array umožňuje současné pozorování jak podélného vývoje, tak bočního rozložení vzduchových sprch. Když kosmický paprsek prochází zemskou atmosférou a spouští vzduchovou sprchu , měří fluorescenční dalekohledy scintilační světlo generované při průchodu sprchy plynem atmosféry, zatímco řada povrchových detektorů scintilátoru vzorkuje stopu sprchy, když dosáhne zemský povrch.

Ve středu pozemního pole je centrální laserové zařízení, které se používá pro monitorování atmosféry a kalibrace.

Detektor povrchu

Scintilátorový povrchový detektor z dalekohledu Array

Detektory povrchu, které tvoří pozemní pole, se aktivují, když jimi procházejí ionizující částice z rozsáhlé vzduchové sprchy. Když tyto částice projdou plastickým scintilátorem v detektoru, indukují fotoelektrony, které jsou poté shromážděny vlákny posunujícími vlnovou délku a poslány do fotonásobiče. Elektronické součásti uvnitř detektorů poté filtrují výsledky, což dává detektorům srovnatelnou přesnost jako u experimentu AGASA.

Detektory povrchu jsou rovnoměrně rozloženy po mřížce 762 km ² s 1,2 km mezi každou jednotkou. Každý povrchový detektor má celkovou hmotnost 250 kg a skládá se z napájecího zdroje, dvou vrstev scintilačních detektorů a elektroniky. Energie je generována 120W solárním panelem a skladována v uzavřeném olověném akumulátoru. Systém má kapacitu fungovat po dobu jednoho týdne v úplné tmě. Každá scintilační detektorová vrstva je vyrobena z extrudovaného plastového scintilátoru o tloušťce 1,2 cm a ploše 3 ^m2 . Trubice multiplikátoru fotografie je připojena k scintilátoru pomocí 96 vláken posouvajících vlnovou délku.

FD stanice, dalekohled a kamera

Telescope Array má tři dalekohledové stanice s fluorescenčním detektorem (FD). Stejně jako v předchozích experimentech Fly's Eye a Fly's Eye s vysokým rozlišením (HiRes) fungují tyto detektory měřením fluorescenčního světla vzduchu vyzařovaného rozsáhlou vzduchovou sprchou . Každý dalekohled FD se skládá z primárního zrcadla (složeného z 18 menších šestihranných segmentů zrcadla) a kamery. Kamery jsou tvořeny 256 PMT (fotonásobiče), které jsou citlivé na ultrafialové světlo generované vzdušnou sprchou kosmického záření.

Stanice jsou umístěny na trojúhelníku asi 35 km od sebe. Každá stanice má 12-14 dalekohledů sledujících rozsah od 3 do 33 stupňů v nadmořské výšce. Tyto tři weby jsou pojmenovány Black Rock Mesa (BRM), Long Ridge (LR) a Middle Drum (MD). Kombinací údajů ze tří lokalit je možné určit primární energii, směr příjezdu a maximální bod podélného vývoje pro vzduchovou sprchu.

Centrum kosmického záření

Centrum kosmického záření Lon and Mary Watson Millard County bylo zasvěceno 20. března 2006. Centrum se nachází na 648 West Main Street v Deltě. Budova slouží jako ústředí a centrum zpracování dat pro projekt Telescope Array Project.

V říjnu 2011 bylo v Centru kosmického záření otevřeno nové návštěvnické centrum. Obsahuje ukázky o historii výzkumu kosmického záření v Utahu a o dalekohledu Array, který se rozprostírá přes poušť západně od Delty. Součástí centra je také expozice o nedalekém internačním táboře Topaz, kde byli během druhé světové války uvězněni občané USA japonského původu.

PŘÍBĚH

TALE je rozšíření Telescope Array Low Energy. Je určen k pozorování kosmických paprsků s energiemi mezi 3 × 10 ¹⁶ eV a 10 ¹⁹ eV. TALE přidává 10 nových dalekohledů na observatoř Middle Drum (celkem 24 dalekohledů), které rozšiřují vertikální zorné pole tak, aby se nyní roztahovaly od 3 do 59 stupňů. To umožňuje stanici sledovat vývoj sprchy včetně maxima sprchy pro události s nižší energií. To je zásadní při pokusu o stanovení chemického složení dopadající částice kosmického záření.

Projekt TALE má také odstupňovanou výplňovou řadu scintilačních stanic rozmístěných od sebe 400 ma 600 m. Poté se připojí k hlavnímu poli scintilátoru Telescope Array, kde jsou scintilátorové detektory od sebe vzdáleny 1200 metrů. Tyto stanice měří hustotu nabitých částic (stopu sprchy) na povrchu Země pro události s nižší energií blížící se 3x10 ¹⁶ eV

TARA

Projekt TARAS (Telescope Array RADAR) je snahou překonat některé problémy spojené se současnými technikami detekce kosmického záření. Kvůli slunci, měsíci a počasí jsou fluorescenční dalekohledy obvykle omezeny na desetiprocentní pracovní cyklus. Pozemní pole mohou běžet během dne, ale vyžadují velké množství půdy, takže je nutné je postavit na odlehlých místech. Cílem projektu TARA je vyvinout bistatický radarový detekční systém, který je schopen udržovat 24hodinový pracovní cyklus za zlomek ceny konvenčních detekčních systémů.

V září 2012 udělila Nadace WM Keck vědcům z University of Utah grant ve výši 1 milion USD na vývoj bistatického radarového detekčního systému. Tento systém bude postaven vedle stávajícího dalekohledu Telescope Array a bude používat analogové televizní vysílače a digitální přijímače ke sledování dosahu, směru a síly kosmických paprsků, aby je bylo možné vystopovat zpět do místa jejich vzniku. Po dokončení bude toto nové zařízení známé jako Radarová observatoř WM Keck

Reference