Ионизирующее излучение
<<  Альфа-Авто Ионизирующее излучение  >>
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE:
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE:
План доклада Тунка-133 – статус 2013 и основные результаты :
План доклада Тунка-133 – статус 2013 и основные результаты :
Установка Тунка-133: 175 оптических детектора на 3 км2
Установка Тунка-133: 175 оптических детектора на 3 км2
Энергетический спектр ( за 3 сезона)
Энергетический спектр ( за 3 сезона)
Сравнение с другими экспериментами
Сравнение с другими экспериментами
<Xmax> vs
<Xmax> vs
EXPERIMENT: MEAN <lnA> vs
EXPERIMENT: MEAN <lnA> vs
ANALYSIS of Xmax DISTRIBUTION
ANALYSIS of Xmax DISTRIBUTION
Сцинтилляционные детекторы
Сцинтилляционные детекторы
Сцинтилляционные детекторы
Сцинтилляционные детекторы
Поиск гамма-квантов высоких энергий
Поиск гамма-квантов высоких энергий
Диапазон 1 – 10 ПэВ
Диапазон 1 – 10 ПэВ
200-600 muons for 30 TeV for pronots 100 times more muons for 3 Pev
200-600 muons for 30 TeV for pronots 100 times more muons for 3 Pev
Гамма-астрономия высоких энергий
Гамма-астрономия высоких энергий
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
Проекты (высокие энергии)
Проекты (высокие энергии)
Тunka-hiscore : wide-angle cherenkov gamma-observatory
Тunka-hiscore : wide-angle cherenkov gamma-observatory
Collaboration Tunka-HiSCORE
Collaboration Tunka-HiSCORE
Main Topics
Main Topics
Методика регистрации и реконструкции событий
Методика регистрации и реконструкции событий
Methodical approaches for 3 stages
Methodical approaches for 3 stages
Tunka-HiSCORE – 1 km2 1 stage
Tunka-HiSCORE – 1 km2 1 stage
Энергетический порог черенковских установок
Энергетический порог черенковских установок
Пути понижения порога
Пути понижения порога
Угловое разрешение
Угловое разрешение
Узкоугольный ( FOV -0
Узкоугольный ( FOV -0
Tunka-HiSCORE – 1 km2 stage 3: 10000 m2 muon detectors (1% of array
Tunka-HiSCORE – 1 km2 stage 3: 10000 m2 muon detectors (1% of array
Конструкция установки
Конструкция установки
Оптическая станция гамма-телескопа
Оптическая станция гамма-телескопа
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
Фотоумножитель
Фотоумножитель
Современное состояние 3 станции с осени 2012
Современное состояние 3 станции с осени 2012
200 m
200 m
4 PMTs
4 PMTs
Расчет : Q eff = 0.07 T = 25 нс
Расчет : Q eff = 0.07 T = 25 нс
1 : Q eff =0
1 : Q eff =0
Tunka-HiSCORE – 1km2 2 stage
Tunka-HiSCORE – 1km2 2 stage
N hit? 5 detectors
N hit? 5 detectors
Tunka-HiSCORE – 1km2 2’ stage
Tunka-HiSCORE – 1km2 2’ stage
1
1
1
1
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание
3 stations in October 2012
3 stations in October 2012
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
Режекция фона от протонов
Режекция фона от протонов
Система сбора стации
Система сбора стации
Материал для конусов
Материал для конусов
Оболочки сверхновых – главные источники галактических космических
Оболочки сверхновых – главные источники галактических космических
Статус 2013 года
Статус 2013 года
What we can see with 1 km2 array (short list)
What we can see with 1 km2 array (short list)

Презентация на тему: «Оформление фона евро 2012». Автор: leonid. Файл: «Оформление фона евро 2012.ppt». Размер zip-архива: 9836 КБ.

Оформление фона евро 2012

содержание презентации «Оформление фона евро 2012.ppt»
СлайдТекст
1 От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE:

От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE:

Кузьмичев Л.А. (НИИЯФ МГУ) от коллаборации Тунка Зацепинские чтения, ФИАН, 7 июня 2013

2 План доклада Тунка-133 – статус 2013 и основные результаты :

План доклада Тунка-133 – статус 2013 и основные результаты :

Энергетический спектр Массовый состав Сцинтилляционные детекторы Поиск гамма-квантов высоких энергий 2. Гамма-астрономия высоких энергий – главные проекты 3. Гамма-телескоп Тунка-HiSCORE. Основные направления исследований. Методика регистрации и реконструкции событий. Конструкция установки. - .Первые результаты

3 Установка Тунка-133: 175 оптических детектора на 3 км2

Установка Тунка-133: 175 оптических детектора на 3 км2

1 км

4 Энергетический спектр ( за 3 сезона)

Энергетический спектр ( за 3 сезона)

.

The power law index at E0>1017 is similar to that obtained by the Giant Experiments: TA, HiRes, Auger.

5 Сравнение с другими экспериментами

Сравнение с другими экспериментами

.

Agreement with KASCADE-Grande Agreement with old Fly’s Eye, HiRes and TA spectra.

6 <Xmax> vs

<Xmax> vs

E0

Agreement with HiRes-MIA and Auger results at 1017 – 1018 eV

7 EXPERIMENT: MEAN <lnA> vs

EXPERIMENT: MEAN <lnA> vs

E0

8 ANALYSIS of Xmax DISTRIBUTION

ANALYSIS of Xmax DISTRIBUTION

Fit with weighted sum of 4 group MC simulated distributions: Fe, CNO, He, p Energy spectrum of these group : will be presented at ICRC-2013

9 Сцинтилляционные детекторы

Сцинтилляционные детекторы

Сцинтилляционная пластина (800х800х40)

Конус

Фэу xp3462

384 комплекта

10 Сцинтилляционные детекторы

Сцинтилляционные детекторы

Наземные станции

Подземные станции

11 Поиск гамма-квантов высоких энергий

Поиск гамма-квантов высоких энергий

5 1016 - 5 1017 эВ - только с помощью сцинтилляторов Безмюонные ливни ШАЛ-МГУ ? Гамма-кванты от распада космологических фотонов ( Рубцов и др) 2. 1015 - 1016 эВ черенковская установка + мюонные детектор

12 Диапазон 1 – 10 ПэВ

Диапазон 1 – 10 ПэВ

E ·F(>E) ~3 10 -11 erg / cm2 sec

If IceCube see PeV Galactic neutrino then we should see PeV gamma -rays

28 events

Fop et al : arXiv: 1305.6606

Flux from one source: E ·F(>E) ~ 10 -12 erg / cm2 sec

With muon ( 2?)

Only cascade ( 15 ?)

13 200-600 muons for 30 TeV for pronots 100 times more muons for 3 Pev

200-600 muons for 30 TeV for pronots 100 times more muons for 3 Pev

With 100 m2 muon detectors 2-6 muons – possible to separate gamma from proton

Decreasing Tunka-133 energy thershold ( changing plex) Increasing accuracy of Tunka clusters synchronization Increasing accuracy of angle reconstruction

14 Гамма-астрономия высоких энергий

Гамма-астрономия высоких энергий

ТэВных источника 1873 ГэВных источника

15 От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
16 От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
17 Проекты (высокие энергии)

Проекты (высокие энергии)

Международные: CTA ( 2017-18) - ~150 млн. Евро (?) 2. HAWC (2014) - ~30 млн. долларов 3. LAWCA (2015) ~ 30 млн. долларов 3. LHAASO (2013-2018) ~150 млн. долларов Российские: Тунка- HiSCORE 2. 5@5 (А.М.Быков и др.)

Для исследования диапазона энергий >20-30 ТэВ нужны широкоугольные установки с площадью 10 -100 км2 . Проект Тунка- HiSCORE показывает как можно сделать такую установку в разумное время и за разумные деньги

18 Тunka-hiscore : wide-angle cherenkov gamma-observatory

Тunka-hiscore : wide-angle cherenkov gamma-observatory

Area : from 1 to 100 km2 FOV ~ 0.6 ster ( ± 30° ) Energy threshold ~ 20 TeV Total cost ~ 50 ·106 Euro

HiSCORE – Hundred* i Square-km Cosmic Origin Explorer

19 Collaboration Tunka-HiSCORE

Collaboration Tunka-HiSCORE

Germany Russia Hamburg University(Hamburg) MSU( SINP)( Moscow) DESY (Zeuthen) ISU (API) (Irkutsk) MPI (Munich) INR RAS (Moscow) IZMIRAN (Troitsk) JINR (Dubna) MEPHI (Moscow) ASU (Barnaul) IKFIA(Yakutsk)

20 Main Topics

Main Topics

Gamma-ray Astronomy Search for the PeVatrons. VHE spectra of known sources: where do they stop? Absorption in IRF and CMB. Diffuse emission: Galactic plane, Local supercluster. Charged cosmic ray physics Energy spectrum and mass composition from 1014 to1018 eV. 107 events (in 1 km2 array) with energy > 1014 eV per one season (400 hours). Particle physics Axion/photon conversion. Hidden photon/photon oscillations. Lorentz invariance violation. pp cross-section measurement. Quark-gluon plasma.

21 Методика регистрации и реконструкции событий

Методика регистрации и реконструкции событий

22 Methodical approaches for 3 stages

Methodical approaches for 3 stages

Shower front and LDFsampling technique (at the first stages). Angular resolution – 0.1 deg, Xmax measurement for hadron rejection. Using of small mirrors net with cheap matrix of PMTs for imaging technique. 3. Using of large area muon detectors for hadron rejection.

23 Tunka-HiSCORE – 1 km2 1 stage

Tunka-HiSCORE – 1 km2 1 stage

150 m

9352KB 8’’, ET

24 Энергетический порог черенковских установок

Энергетический порог черенковских установок

T

Sд• pф •?

?5

? ??• Sд • iф ? • T

Pф ~ E - энергия

? Iф• ?? • T

Eпор ~

?? Sд • ?

Для Sд ~ 0.1 м2 и ??0.1 : Eпор ? 100 ТэВ

Черенковкий импульс на световом фоне ночного неба

Sд – площадь ФЭУ - квантовая эффективность. Pф – поток черенковских фотонов T - длительность импульса ?? - угловая апертура Iф – фон ночного неба ? 2.1012

Сигнал

=

Шум

Фотон

М2 сек 1

25 Пути понижения порога

Пути понижения порога

Eth ~ ( Sdet. ?)-1/2 (Tsignal )1/2

Использование конусных светосборников - площадь ФЭУ увеличивается в 4 раза ( K = 1/ sin2 (tet) tet=30° - K =4 ) Аналоговое суммирование сигналов в одной станции S увеличивается в n раз ( n – число ФЭУ в станции) n =4 Уменьшение Tsignal до 7-10 нс 4. QE max = 35-40% 5. Увеличение чувствительности ФЭУ к ультрафиолетовому свету - покрытие шифтерами - в 1.5 -2 раза.

26 Угловое разрешение

Угловое разрешение

E = 25 TeV

Джиттер в 1 нс – 0.1 град ( база в 150 м) для плоского фронта

Фронт – конусный – угол раствора 179 град – без определения оси ливня точность около 1 град.

Восстановление угла только по временам при фиксированном угле конуса ( установка Themistocle) по 5 детекторам.

27 Узкоугольный ( FOV -0

Узкоугольный ( FOV -0

05 стер) черенковкий детектор

Один ФЭУ (20 см диаметра) или Матрица ФЭУ

Угол обзора ±7-10 градусов

Зеркало, площадь 2 м2

Ожидаемая стоимость: ~ 0.5 млн. руб за станцию (зеркало + механика слежения)

Фрагмент зеркала на основе пенополиуретана для детектора (ОИЯИ)

28 Tunka-HiSCORE – 1 km2 stage 3: 10000 m2 muon detectors (1% of array

Tunka-HiSCORE – 1 km2 stage 3: 10000 m2 muon detectors (1% of array

area)

Rejection of hadron background by 10 times at 20-30 TeV

Scintillation detectors developed in Mephi

30 TeV proton – 2-6 muons

29 Конструкция установки

Конструкция установки

Оптическая станция 2. Система сбора

30 Оптическая станция гамма-телескопа

Оптическая станция гамма-телескопа

31 От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
32 Фотоумножитель

Фотоумножитель

R5912 (Hamamatsu) ( 8’’) QE max - 23-25% 2. 9352 KB (Electron Tube) (8’’) 6 динодов Диноды из CuBe Цена 1300 евро, 1000 ФЭУ в год R7081 (10”) QE max - 35-40% 5000 евро 4. R11780 ( 12’’) QE max - 35-40% сейчас – 10000 евро , будет снижена до 5000 евро 5. В настоящее время обсуждается также возможность производства фотоумножителя с полусферическим фотокатодом большой площади на предприятии МЭЛЗ-ФЭУ в Москве.

33 Современное состояние 3 станции с осени 2012

Современное состояние 3 станции с осени 2012

34 200 m

200 m

3

150 m

Станции Гамма-телескопа

2

1

4

150

150

35 4 PMTs

4 PMTs

Calibration light source

Station Electronics

36 Расчет : Q eff = 0.07 T = 25 нс

Расчет : Q eff = 0.07 T = 25 нс

Q eff = 0.07

Q мах = 0.16

Интегральный темп счета станции : 5 Гц

37 1 : Q eff =0

1 : Q eff =0

07 T =25 ns 2: Q eff =0.10 T=10 ns

1

2

100 TeV

30 TeV

38 Tunka-HiSCORE – 1km2 2 stage

Tunka-HiSCORE – 1km2 2 stage

600 mm

150 m

R11780 12’’ или R7081 10” hamamatsu

39 N hit? 5 detectors

N hit? 5 detectors

Efficiency

100%

20 TeV

1-st stage

50 TeV

10%

2 stage

1%

40 Tunka-HiSCORE – 1km2 2’ stage

Tunka-HiSCORE – 1km2 2’ stage

600 mm

150 m

300 m

Installing matrix of PMT, Image technique

2 m 2 mirror, ±7? FOV,

41 1

1

4

2

3

5

Tunka-HiSCORE: 50 events or 5 RMS, T = 500 hours LHAASO: 50 events or 5 RMS 1 year

1 – 1 km2, 4 PMTs per station ( 8’’ PMT) 2 – 1 km2, + additional station ( 10” PMT) + net of mirrors (S = 2 m2, ±7-10° FOV, without imaging) 2’ – mounting of matrix in each mirror (not yet simulated) 3 – 104 m2 muon detectors 4 – 10 km2 , 4 PMTs per station ( 8’PMT) for 12’’ PMT (not yet simulated) 5 – 100 km2 (8’’ PMT)

42 1

1

4

2

3

5

Tunka-HiSCORE: 50 events or 5 RMS, T = 500 hours

Casa-mia

IceCube neutrino

43 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

44 3 stations in October 2012

3 stations in October 2012

S=1 km2, 60 stations, 150 m step, 240 PMTs (150 PMTs are available), 1 M Euro, 2012 – 2014

Decreasing of energy threshold

Increasing of area of array

S = 1 km2, 60 station with 240 PMT (10”) + 15 mirrors ( S = 2 m2 ) Without matrix of PMTs - With matrix of PMTs Cost: 5 M Euro.

S = 10 km2, 225 station , 200 m step, 1000 PMT, 5-6 M Euro.

Choose new Place for deployment

S = 100 km2, 2000 station, 1 PMT in station 10-12 M Euro

10000 m2 scintillation detectors (1% of the whole area) – 2-5 muons from 25 TeV protons Cost: 20-25 M Euro.

45 От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
46 От установки Тунка к гамма-телескопу Тунка- HiSCORE
47 Режекция фона от протонов

Режекция фона от протонов

S, km2

Слабая надежда!

Угловое разрешение до 0.1 град Глубина максимума и число сработавших детекторов 3. Форма фронта

D.Hamphf Ph.D 2012

48 Система сбора стации

Система сбора стации

DRS-4 - DRS ( Domino Ring Sampler) 4 – это 9-входовой оцифровщик формы сигнала с шагом до 0.2 нс в 1024 точках Стоимость – 80 евро.

49 Материал для конусов

Материал для конусов

Alanod-4300

Зависимость коэффициента отражения для материала конусов от длины волны

50 Оболочки сверхновых – главные источники галактических космических

Оболочки сверхновых – главные источники галактических космических

лучей

1.1933 – Бааде и Цвикки – Взрывы Сверхновых – источник космических лучей 2. 1949 – Ферми – теория ускорения космических лучей 3. 1963 – Гинзбург, Сыроватский – переход 10% кинетической энергии оболочек в энергию КЛ достаточен для объяснения галактических КЛ 4. 1977 – 1978 -Крымский, Белл и др – теория ускорения на ударных волнах 5. 1993-1996 – Бережко и др. – нелинейная теория ускорения на ударных волнах. 6. 2003-2005 – Белл, Бережко и Фельк, Птускин и Зиркашвили – усиление магнитного поля на фронте ударной волны – Emax ~ Z · 1015 eV

Cas A

Но до сих пор этому нет надежного экспериментального доказательства

radio polarization in red (VLA), X-rays in green (CHANDRA), optical in blue (HST)

51 Статус 2013 года

Статус 2013 года

Сцинтилляционные стации установки KASCADE-Grande В Москве

Начато создание Гамма-телескопа

Установлены 20 радиоантенн для регистрации ШАЛ

52 What we can see with 1 km2 array (short list)

What we can see with 1 km2 array (short list)

Tycho SNR (J0025+641)

6.359

64.13

0.17 ±0.05 г=1.95 ±0.5

236h

88

Crab

83.6329

22.0145

32.6 ±.9.0 г=2.6 ±0.3

162.6 ±9.4

110h,

680

SNR IC443 (MAGIC J0616+225)

94.1792

22.5300

0.58 ±0.12 г=3.1 ±0.30

28.8 ±9.5

112h,

2 –(from MAGIC) 50 ( from Milagro)

Geminga MGRO C3 PSR

98.50

17.76

37.7 ±10.7

102h,

80

M82 (Starburst Galaxy)

148.7

69.7

0.25 ±0.12 г=2.5 ±0.6±0.2

325h,

22

Mkn 421 (BL, z=0.031 Variable )

166.114

38.2088

50-200 г=2.0-2.6

140h

20 - 1000

SNR 106.6+2.7 (J2229.0+6114)

337.26

61.34

1.42 ±0.33 ±0.41 г=2.29 ±0.33 ±0.30

70.9 ±10.8

167h

140 ( from VERITAS 235 ( from Milagro)

Cas A (SNR, G111.7-2.1)[6]

350.853

58.8154

1.26 ±0.18 г=2.61 ±0.24±0.2

177h

40

CTA_1(SNR,PWN)

1.5

72.8

1.3 г=2.3

266 h

200

Name

RA degrees

Decl

Flux F at 1 tev, 10-12cm-2 s1tev-1 Г

Flux F at 35 TeV, 10-17cm-2 s-1TeV-1 (from Milagro)

Time of observation per one year (х 0.5- weater factor)

Number of events per one season E> 20 TeV

«Оформление фона евро 2012»
http://900igr.net/prezentacija/fizika/oformlenie-fona-evro-2012-234489.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

134 темы
Слайды