망원경 배열 프로젝트

Telescope Array Project
망원경 배열 프로젝트
BRM-FD-open.jpg
문이 열린 블랙록 메사 FD 사이트 전경
위치유타 주 밀러드 군
좌표39°17′49″N 112°54′31″w / 39.2969°N 112.9086°W / 39.2969; -112.9086좌표: 39°17′49″N 112°54′31″W / 39.2969°N 112.9086°W / 39.2969; -112.908686) Edit this at Wikidata
고도1,400m(4,600ft)
빌드됨2003–2007 (2003–2007) Edit this at Wikidata
퍼스트라이트2008 Edit this on Wikidata
망원경 스타일감마선 망원경
웹사이트www.telescopearray.org Edit this at Wikidata
Telescope Array Project is located in the United States
Telescope Array Project
망원경 배열프로젝트 위치
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[위키다타에서 편집]

망원경 배열 프로젝트는 일본, 미국, 러시아, 한국, 벨기에의 연구 및 교육 기관이 참여하는 국제 협력이다.[1] 이 실험은 지상배열과 공기불화 기술을 결합해 초고에너지 우주선에 의해 유도된 공기 샤워를 관찰하기 위해 고안됐다. 해발 약 1400m(4600ft)의 미국 유타주 밀라드 카운티의 높은 사막에 위치해 있다.

개요

망원경 배열의 삽화. 3개의 형광 망원경은 공기 샤워로 인해 발생하는 자외선을 관찰하고, 일련의 표면 탐지기는 입자들이 땅에 부딪힐 때 이를 기록한다.

망원경 어레이 관측소는 지구 표면에서 충전된 입자의 분포를 측정하는 507 섬광 표면 검출기(SD) 배열과 SD 어레이 위의 밤하늘을 관측하는 형광 관측소 3개로 구성된 하이브리드 검출기 시스템이다.[2] 각 형광소에는 대기 모니터링을 위한 LIDAR 시스템도 함께 제공된다.[3] SD 어레이는 AGASA 그룹의 어레이와 많이 유사하지만 9배 더 큰 영역을 커버한다. 텔레스코프 어레이 프로젝트의 하이브리드 설정을 통해 에어 샤워기의 종방향 발달과 측면 분포를 동시에 관측할 수 있다. 우주선이 지구 대기를 통과해 공기 샤워를 할 때 형광 망원경은 샤워기가 대기의 가스를 통과할 때 발생하는 섬광 빛을 측정하고, 섬광기 표면 검출기는 샤워기가 지구 표면에 도달했을 때 그 흔적을 샘플링한다.

지상 배열의 중심에는 대기 감시 및 교정에 사용되는 중앙 레이저 시설이 있다.

표면검출기

망원경 배열의 섬광기 표면 검출기

지상 배열을 구성하는 표면 검출기는 광범위한 공기 샤워에서 나오는 이온화 입자가 통과할 때 활성화된다. 이러한 입자들이 검출기 내의 플라스틱 섬광기를 통과할 때, 그것은 파장을 변화시키는 섬유에 의해 모아져 광전자 증배관으로 보내지는 광전자를 유도한다. 그런 다음 검출기 내의 전자 구성부품이 결과를 필터링하여 AGASA 실험과 유사한 정확도를 제공한다.[4]

표면 감지기는 각 장치 사이에 1.2km가 있는 762km2 그리드 어레이에 고르게 분포되어 있다. 각 표면 검출기는 250 kg의 조립 중량을 가지며 전원 공급 장치, 두 겹의 섬광 검출기 및 전자 장치로 구성된다. 전력은 120W 태양광 패널에 의해 발생하며 밀봉된 납산 배터리에 저장된다. 그 시스템은 완전한 어둠 속에서 일주일 동안 작동할 수 있는 능력을 가지고 있다. 각 섬광 검출기 레이어는 두께 1.2cm, 면적 3m의2 압출 플라스틱 섬광기로 제작된다. 광전자 증배관은 96파장 변화 섬유를 통해 섬광기에 연결된다.

FD 스테이션, 망원경, 카메라

다음을 사용하여 모든 좌표 매핑: 오픈스트리트맵
좌표를 다른 이름으로 다운로드: KML

망원경 어레이에는 세 개의 형광 검출기(FD) 망원경 스테이션이 있다. 이 검출기는 앞선 Fly's Eye 및 고해상도 Fly's Eye(HiRes) 실험에서와 같이 광범위한 공기 샤워기에서 방출되는 공기 형광등을 측정하여 작동한다. 각 FD 망원경은 1차 거울(작은 6각형 미러 세그먼트 18개로 구성됨)과 카메라로 구성된다. 카메라는 우주선 공기 샤워로 발생하는 초보랏빛 빛에 민감한 256PMT(광전자 증배관)로 구성돼 있다.[1]

역들은 서로 약 35km 떨어져 있는 삼각형에 위치해 있다. 각 관측소에는 고도 3도에서 33도의 범위를 보는 12-14개의 망원경이 있다. 3개소는 블랙록메사(BRM), 롱리지(LR), 미들드럼(MD)으로 명명되며,[5] 3개소의 데이터를 종합하면 1차 에너지, 도착 방향, 에어 샤워기의 종방향 개발 최대점 등을 파악할 수 있다.[1]

스테이션
블랙록 메사 39°11′18″N 112°42′42″w / 39.18833°N 112.71167°W / 39.18833; -112.71167 (검은색 바위 메사) [6]
롱 리지 39°12′28″N 113°07′17″W / 39.20778°N 113.12139°W / 39.20778; -113.12139 (긴 능선) [7]
미들 드럼 39°28′22″N 112°59′37″W / 39.47278°N 112.99361°W / 39.47278; -112.99361 (중간 드럼) [8]
중앙 레이저 설비 39°17′49″N 112°54′31″w / 39.29694°N 112.90861°W / 39.29694; -112.90861 (중앙 레이저 설비) [9]

우주선 센터

Lon and Mary Watson Millard County Cosmic Ray 센터는 2006년 3월 20일에 헌정되었다.[10] 이 센터는 델타 주의 웨스트 메인 스트리트 648번지에 위치해 있다. 이 건물은 망원경 배열 프로젝트의 본부 및 데이터 처리 센터 역할을 한다.

2011년 10월 우주선 센터에 새로운 방문객 센터가 문을 열었다. 이 전시회는 유타주에서의 우주선 연구 역사와 델타주 서쪽의 사막에 퍼져있는 망원경 어레이에 관한 전시회를 특징으로 한다. 이 센터에는 제2차 세계대전 당시 일본계 미국인들이 수감됐던 인근 토파즈 수용소에 대한 전시도 포함돼 있다.

TAL

TAL은 망원경 어레이 저에너지 확장이다. 3×10eV에서16 10eV19 사이의 에너지로 우주선을 관측하도록 설계되었다. TAL은 10개의 새로운 망원경을 Middle Drum 전망대에 추가했다. (총 24개의 망원경) 수직 시야를 확장하여 현재 고도 3도에서 59도까지 확장된다. 이것은 방송국이 낮은 에너지 이벤트의 최대 샤워를 포함한 샤워기 개발을 볼 수 있게 해준다. 이것은 입사 우주선 입자의 화학적 구성을 결정하려고 할 때 매우 중요하다.[11]

TALE 프로젝트에는 400m와 600m의 간격을 두고 등급이 매겨진 인필레이터 스테이션도 있다. 그런 다음 섬광기 검출기가 1200m 떨어져 있는 메인 텔레스코프 어레이 섬광기 어레이에 연결한다. 이 관측소는 3x10eV에16 근접하는 낮은 에너지 사건에 대해 지구 표면의 전하 입자 밀도(샤워 풋프린트)를 측정한다.

타라

망원경 어레이 레이더(TARA) 프로젝트는 현재의 우주선 탐지 기술에 내재된 몇 가지 문제를 극복하기 위한 노력이다. 태양, 달, 날씨 때문에 형광 망원경은 보통 10%의 듀티 사이클로 제한된다. 지상배열은 낮 동안 가동할 수 있지만 대량의 토지가 필요해 외진 곳에 지어야 한다. TARA 프로젝트의 목표는 기존의 탐지 시스템 비용의 극히 일부에 24시간 듀티 사이클을 유지할 수 있는 이스트틱 레이더 탐지 시스템을 개발하는 것이다.[12]

2012년 9월, W. M. Keck 재단은 유타 대학의 연구원들에게 쌍극 레이더 탐지 시스템을 개발하기 위한 100만 달러의 보조금을 수여했다. 이 시스템은 기존의 텔레스코프 어레이와 함께 구축될 것이며, 아날로그 텔레비전 송신기와 디지털 수신기를 사용하여 우주선의 범위, 방향, 강도를 관측하여 우주선의 원점까지 추적할 것이다.[13] 완공되면 이 새로운 시설은 W.M. Keck 레이더 관측소로[13][14] 알려질 것이다.

참조

  1. ^ a b c Tokuno, H.; et al. (21 February 2012). "New air fluorescence detectors employed in the Telescope Array experiment". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 676: 54–65. arXiv:1201.0002. Bibcode:2012NIMPA.676...54T. doi:10.1016/j.nima.2012.02.044. S2CID 9896454.
  2. ^ T. AbuZayyad 외 연구진, "망원경 배열 실험의 표면 검출기 배열" 핵 계기와 물리학 연구 섹션 A: (2012) vol. 689
  3. ^ M. 치카와 외, 제29차 ICRC(2005년) 137회 의사록
  4. ^ Kawai, H; et al. (2008). "Telescope Array Experiment". Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 175–176: 220–226. Bibcode:2008NuPhS.175..221K. doi:10.1016/j.nuclphysbps.2007.11.002.
  5. ^ "Clear Sky Clocks".
  6. ^ A. Danko. "Telescope Array Black Rock Mesa FD". Telescope Array Project. Retrieved 2012-12-25.
  7. ^ A. Danko. "Telescope Array Long Ridge FD". Telescope Array Project. Retrieved 2012-12-25.
  8. ^ A. Danko. "Telescope Array Middle Drum FD". Telescope Array Project. Retrieved 2012-12-25.
  9. ^ A. Danko. "Telescope Array Central Laser Facility". Telescope Array Project. Retrieved 2012-12-25.
  10. ^ 드레이퍼, 딘(2006년 3월 22일). "우주선 센터 전용" 밀러드 카운티 크로니클 프로그레스
  11. ^ Martens, Kai (2007). "The Telescope Array and its Low Energy Extension". Nuclear Physics B: Proceedings Supplements. 165: 33–36. Bibcode:2007NuPhS.165...33M. doi:10.1016/j.nuclphysbps.2006.11.006.
  12. ^ Abou Bakr Othman, M.; et al. (2011). "Radar Detection of UHECR Air Showers at the Telescope Array". 32nd International Cosmic Ray Conference, Beijing 2011.
  13. ^ a b "University of Utah Awarded $1 Million by Keck Foundation to Study Cosmic Rays". EON: Enhanced Online News. September 25, 2012. Retrieved 2 July 2013.
  14. ^ Lee, Jasen (September 25, 2012). "$1M grant awarded to U. to study cosmic particles". KSL. Retrieved 2 July 2013.