Projekt Telescope Array - Telescope Array Project

Telescope Array Project

Widok strony Black Rock Mesa FD przy otwartych drzwiach
Lokalizacja (e)	Millard County , Utah
Współrzędne	39 ° 17′49 ″ N 112 ° 54′31 ″ W  /  39,2969 ° N 112,9086 ° W  / 39,2969; -112,9086 Współrzędne : 39 ° 17′49 ″ N 112 ° 54′31 ″ W  /  39,2969 ° N 112,9086 ° W  / 39,2969; -112,9086
Wysokość	1400 m (4600 stóp)
Wybudowany	2003–2007  ( 2003–2007 )
Pierwsze światło	2008
Styl teleskopu	teleskop promieniowania gamma
Stronie internetowej	www .telescopearray .org
Lokalizacja projektu Telescope Array
Powiązane media w Wikimedia Commons
[ edytuj w Wikidanych ]

Projekt Telescope Array to międzynarodowa współpraca obejmująca instytucje badawcze i edukacyjne w Japonii, Stanach Zjednoczonych, Rosji, Korei Południowej i Belgii. Eksperyment ma na celu obserwację pęków powietrza indukowanych przez ultra-wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne przy użyciu połączenia technik naziemnych i fluorescencji powietrznej. Znajduje się on w wysokim pustyni w Millard County , Utah , Stany Zjednoczone, około 1400 metrów (4600 stóp) nad poziomem morza.

Przegląd

Ilustracja układu teleskopów. Trzy teleskopy fluorescencyjne obserwują światło ultrafioletowe emitowane przez pęki powietrza, podczas gdy szereg detektorów powierzchni rejestruje cząstki uderzające w ziemię.

Obserwatorium Telescope Array to hybrydowy system detekcyjny składający się zarówno z zestawu 507 scyntylacyjnych powierzchniowych detektorów (SD), które mierzą rozkład naładowanych cząstek na powierzchni Ziemi, jak i trzech stacji fluorescencyjnych, które obserwują nocne niebo nad układem SD. Każdej stacji fluorescencyjnej towarzyszy również system LIDAR do monitorowania atmosfery. Macierz SD jest podobna do tej z grupy AGASA , ale obejmuje obszar dziewięciokrotnie większy. Hybrydowa konfiguracja projektu Telescope Array pozwala na jednoczesną obserwację zarówno rozwoju podłużnego, jak i poprzecznego rozkładu pęków powietrza. Kiedy promień kosmiczny przechodzi przez atmosferę ziemską i wyzwala deszcz powietrza , teleskopy fluorescencyjne mierzą światło scyntylacyjne generowane, gdy deszcz przechodzi przez gaz w atmosferze, podczas gdy zestaw scyntylacyjnych detektorów powierzchniowych pobiera ślad deszczu, gdy dociera do powierzchnia Ziemi.

W centrum uziemienia znajduje się centralny obiekt laserowy, który jest używany do monitorowania atmosfery i kalibracji.

Detektor powierzchni

Scyntylator powierzchniowy detektor z teleskopu

Detektory powierzchni, które tworzą układ uziemienia, są aktywowane, gdy przechodzą przez nie jonizujące cząsteczki z dużego pęku powietrza. Kiedy te cząstki przechodzą przez plastikowy scyntylator w detektorze, indukuje on fotoelektrony, które są następnie zbierane przez włókna zmieniające długość fali i wysyłane do fotopowielacza. Elementy elektroniczne w detektorach filtrują następnie wyniki, zapewniając detektorom dokładność porównywalną z eksperymentem AGASA.

Detektory powierzchni są równomiernie rozmieszczone w siatce o powierzchni 762 km ² z 1,2 km między każdą jednostką. Każdy detektor powierzchni ma zmontowany ciężar 250 kg i składa się z zasilacza, dwóch warstw detektorów scyntylacyjnych oraz elektroniki. Moc jest generowana przez panel słoneczny o mocy 120 W i przechowywana w szczelnej baterii kwasowo-ołowiowej. System może działać przez tydzień w całkowitej ciemności. Każda warstwa detektora scyntylacyjnego z wytłaczanego scyntylatora sztucznego o grubości 1,2 cm, o powierzchni 3m ² . Rurka powielacza fotopowielacza jest połączona ze scyntylatorem przez 96 włókien zmieniających długość fali.

Stacja FD, teleskop i kamera

Telescope Array posiada trzy stacje teleskopowe detektora fluorescencji (FD). Podobnie jak w poprzednich eksperymentach Fly's Eye i High Resolution Fly's Eye (HiRes), detektory te działają na zasadzie pomiaru światła fluorescencyjnego powietrza emitowanego przez rozległy deszcz powietrza . Każdy teleskop FD składa się ze zwierciadła głównego (składającego się z 18 mniejszych sześciokątnych segmentów zwierciadła) i kamery. Kamery składają się z 256 PMT (fotopowielaczy), które są wrażliwe na światło ultrafioletowe generowane przez pęki promieni kosmicznych.

Stacje rozmieszczone są na trójkącie oddalonym od siebie o około 35 km. Każda stacja ma 12-14 teleskopów obserwujących zakres od 3 do 33 stopni w elewacji. Te trzy miejsca noszą nazwy Black Rock Mesa (BRM), Long Ridge (LR) i Middle Drum (MD). Łącząc dane z trzech lokalizacji, można określić energię pierwotną, kierunek nadejścia i maksymalny punkt rozwoju wzdłużnego dla pęku powietrza.

Centrum Promieni Kosmicznych

Centrum Promieni Kosmicznych Lon and Mary Watson Millard County zostało oddane 20 marca 2006 r. Centrum znajduje się przy 648 West Main Street w Delta. Budynek służy jako siedziba i centrum przetwarzania danych dla projektu Telescope Array.

W październiku 2011 roku w Cosmic Ray Center zostało otwarte nowe centrum dla zwiedzających. Zawiera wystawy o historii badań nad promieniowaniem kosmicznym w Utah oraz o Telescope Array, która jest rozłożona na pustyni na zachód od Delty. W centrum znajduje się również wystawa o pobliskim obozie dla internowanych Topaz, w którym podczas II wojny światowej więziono obywateli USA pochodzenia japońskiego.

OPOWIEŚĆ

TALE to rozszerzenie Telescope Array Low Energy. Jest przeznaczony do obserwacji promieni kosmicznych o energiach od 3 × 10 ¹⁶ eV do 10 ¹⁹ eV. TALE dodaje 10 nowych teleskopów do obserwatorium Middle Drum (łącznie 24 teleskopy), poszerzając pionowe pole widzenia tak, że teraz rozciąga się od 3 do 59 stopni w elewacji. Dzięki temu stacja może obserwować rozwój prysznica, w tym maksimum prysznica dla zdarzeń o niższym zużyciu energii. Ma to kluczowe znaczenie przy próbie określenia składu chemicznego padającej cząstki promieniowania kosmicznego.

Projekt TALE obejmuje również stopniowany układ wypełnień stacji scyntylacyjnych oddalonych od siebie o 400 mi 600 m. Następnie łączy się z głównym układem scyntylacyjnym Telescope Array, w którym detektory scyntylacyjne są oddalone od siebie o 1200 m. Stacje te mierzą gęstość cząstek naładowanych (ślad prysznica) na powierzchni Ziemi dla zdarzeń o niższej energii zbliżających się do 3x10 ¹⁶ eV

TARA

Projekt Telescope Array RADAR (TARA) jest próbą przezwyciężenia niektórych problemów nieodłącznie związanych z obecnymi technikami wykrywania promieni kosmicznych. Ze względu na słońce, księżyc i pogodę, teleskopy fluorescencyjne są zwykle ograniczone do dziesięciu procent cyklu pracy. Macierze naziemne mogą działać w ciągu dnia, ale wymagają dużej powierzchni, co sprawia, że ​​konieczne jest ich budowanie w odległych lokalizacjach. Celem projektu TARA jest opracowanie bistatycznego systemu wykrywania radaru , który jest w stanie utrzymać 24-godzinny cykl pracy za ułamek kosztów konwencjonalnych systemów wykrywania.

We wrześniu 2012 roku Fundacja WM Kecka przyznała naukowcom z Uniwersytetu Utah grant w wysokości 1 miliona dolarów na opracowanie bistatycznego systemu wykrywania radarów. System ten zostanie zbudowany wraz z istniejącym Telescope Array i będzie wykorzystywał analogowe nadajniki telewizyjne i odbiorniki cyfrowe do obserwowania zasięgu, kierunku i siły promieni kosmicznych w celu śledzenia ich z powrotem do punktu ich powstania. Po ukończeniu ten nowy obiekt będzie znany jako Obserwatorium Radarowe WM Keck

Bibliografia