stringtranslate.com

Детектор космических лучей высокого разрешения Fly's Eye

Детектор Fly's Eye или HiRes высокого разрешения был обсерваторией космических лучей сверхвысокой энергии , которая работала в Западной пустыне штата Юта с 1981 по апрель 2006 года. HiRes (прототип HiRes-I, HiRes-II и HiRes) использовал технику «атмосферной флуоресценции», которая была впервые применена группой из Юты сначала в испытаниях в эксперименте Volcano Ranch , а затем в оригинальном эксперименте Fly's Eye. Эксперимент сначала проводился как прототип HiRes в конфигурации башни, работающей совместно с CASA (Чикагская решетка воздушных ливней) и MIA (Мичиганская решетка мюонов). Позднее прототип был переконфигурирован для обзора на 360 градусов по азимуту. HiRes-II последовал позже и был расположен на вершине холма примерно в 13 км. HiRes-I и HiRes-II работали в стереорежиме. В 1991 году он обнаружил частицу Oh-My-God .

Аппаратное обеспечение и разработка

Fly's Eye высокого разрешения использовал более крупные зеркала и меньшие пиксели по сравнению с оригинальным Fly's Eye, отсюда и название. Прототип эксперимента HiRes работал с 1993 по 1996 год на оригинальной площадке Fly's Eye-I (Five Mile Hill). Он был сконфигурирован в башне, просматривающей узкий клин неба с высоты 3–73 градуса. Сначала наземный массив Юты, а затем эксперименты CASA и MIA (наземный массив и мюонный массив) были размещены на поверхности в поле зрения прототипа HiRes. Затем это стало первым «гибридным экспериментом», собирающим информацию как о развитии атмосферного ливня, вызванного падающим космическим лучом, так и об измерении следа ливня на поверхности Земли и на глубине 3 м под поверхностью (с захороненным мюонным массивом). Прототип HiRes был разобран в начале 1997 года, чтобы стать частью окончательной конфигурации HiRes.

В своей окончательной конфигурации HiRes состоял из двух площадок, разделенных 12,6 км. Площадки были расположены на вершинах холмов на испытательном полигоне Дагвей , испытательном полигоне армии США в Западной пустыне штата Юта. HiRes-I (расположенный на Five Mile Hill или Little Granite Mountain ( 40°11′43″N 112°50′11″W / 40.1953°N 112.8363°W / 40.1953; -112.8363 ) ) [1] имел одно кольцо из 22 телескопов, просматривающих с высоты 3–17 градусов. HiRes-I был оснащен электроникой выборки и хранения, которая делала «моментальный снимок» обширного атмосферного ливня, образующегося при взаимодействии падающего космического луча с атмосферой. Между тем, HiRes-II (расположенный на хребте Кэмелс-Бэк ( 40°07′55″N 112°57′32″W / 40.13194°N 112.95896°W / 40.13194; -112.95896 ) ) [1] имел два кольца телескопов, чтобы обеспечить наблюдение выше в атмосфере. Он наблюдал от 3 до 31 градуса по высоте.

HiRes-II был оснащен флэш-аналого-цифровым преобразователем (FADC), так что он по сути делал фильмы о событиях космических лучей. Обе обсерватории обеспечивали полное азимутальное покрытие (360 градусов по азимуту). Они работали независимо в безлунные ясные ночи. Рабочий цикл HiRes был близок к 10%.

Достижения

15 октября 1991 года HiRes открыл частицу Oh-My-God , космический луч сверхвысокой энергии . [2]

Эксперимент HiRes впервые позволил наблюдать предел Грейзена–Зацепина–Кузьмина (граница ГЗК) [3] , который является признаком того, что космические лучи наивысшей энергии взаимодействуют с космическим микроволновым фоном , и Вселенная становится непрозрачной для их распространения.

В 2010 году окончательные результаты эксперимента HiRes подтвердили пороговое значение GZK. [4]

Продолжением экспериментов High Resolution Fly's Eye и Akeno Giant Air Shower Array (AGASA) стал проект Telescope Array , в рамках которого сбор данных начался в центральной части штата Юта в 2007 году. Похожий подход, но с использованием водо-черенковских детекторов , использовался в обсерватории Пьера Оже , которая начала сбор данных в 2004 году.

Награды

Доктор  Пьер Сокольски и доктор Джордж Кэссиди, оба из Университета Юты , получили премию Панофски 2007 года за свою работу над экспериментом HiRes.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Jui, Charles CH (22 марта 2000 г.). «Введение в космические лучи». High Resolution Fly's Eye . University of Utah . стр. 21. Получено 15 ноября 2012 г.
  2. ^ Вулховер, Натали. ""Частица, которая сломала космический предел скорости"". Журнал Quanta . Получено 24 января 2022 г.
  3. ^ Аббаси, РУ; и др. (High Resolution Fly's Eye Collaboration) (10 марта 2008 г.). "Первое наблюдение подавления Грейзена-Зацепина-Кузьмина". Physical Review Letters . 100 (10): 101101. arXiv : astro-ph/0703099 . Bibcode :2008PhRvL.100j1101A. doi :10.1103/PhysRevLett.100.101101. PMID  18352170.
  4. ^ Сокольский, П. и др. (HiRes Collaboration) (март–апрель 2011 г.). «Окончательные результаты эксперимента High Resolution Fly's Eye (HiRes)». Nuclear Physics B . Proceedings Supplements. 212–213: 74–78. arXiv : 1010.2690 . Bibcode :2011NuPhS.212...74S. doi :10.1016/j.nuclphysbps.2011.03.010.

Внешние ссылки