АНТАРЕС (телескоп)

редактировать

Координаты : 42 ° 48′N 6 ° 10′E / 42,800 ° с.ш., 6,167 ° в.д. / 42,800; 6.167

Художественная иллюстрация нейтринного детектора Antares и Nautile.

ANTARES- это название нейтринного детектора, находящегося в 2,5 км от побережья Тулон, Франция. Он разработан для использования в качестве направленного нейтринного телескопа для определения местоположения и наблюдения потока нейтрино из космических источников в направлении южного полушария из Земля, дополнение к детектору нейтрино Южного полюса IceCube, которое обнаруживает нейтрино из обоих полушарий. Название происходит от строномии Aс телескопом Neutrino Tи поисковым проектом Abyss environmental RES; аббревиатура также является именем известной звезды Антарес. Эксперимент является признанным экспериментом ЦЕРН (RE6). Другие нейтринные телескопы, предназначенные для использования в близлежащих районах, включают телескоп Greek NESTOR и итальянский телескоп, которые находятся на ранних стадиях проектирования.

Содержание

  • 1 Дизайн
  • 2 История строительства
  • 3 Экспериментальные цели
  • 4 Результаты
  • 5 Дополнительные инструменты
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки

Дизайн

Набор содержит набор из двенадцати отдельных вертикальных цепочек фотоумножителей трубок. Каждый из них имеет 75 оптических модулей и имеет длину около 350 метров. Они поставлены на якорь на дне моря на глубине около 2,5 км, на расстоянии примерно 70 метров друг от друга. Когда нейтрино попадают в южное полушарие Земли, они обычно продолжают двигаться прямо через него. В редких случаях несколько мюонных нейтрино взаимодействуют с водой в Средиземном море. Когда это происходит, они производят мюон высокой энергии. АНТАРЕС использует свои фотоумножители, регистрирующие черенковское излучение, испускаемое при прохождении мюона через воду. Используемые методы обнаружения различают сигнатуру «восходящих мюонов», мюонного нейтрино, которое взаимодействует с веществом ниже детектора (Земля ), и гораздо более высокий поток «нисходящих атмосферных мюонов».

В отличие от нейтринных телескопов Южного полюса AMANDA и IceCube, АНТАРЕС использует воду вместо льда в качестве черенковской среды. Поскольку свет в воде рассеивается меньше, чем во льду, это приводит к лучшей разрешающей способности . С другой стороны, вода содержит больше источников фонового света, чем лед (радиоактивных изотопов калия -40 в морской соли и биолюминесцентных организмов ), что приводит к более высокие энергетические пороги для ANTARES по сравнению с IceCube и необходимость более сложных методов подавления фона.

История строительства

Строительство АНТАРЕС было завершено 30 мая 2008 г., через два года после ввода в эксплуатацию первой нитки. Первоначальные испытания начались в 2000 году. Оборудование, косвенно связанное с детектором, такое как сейсмометр, было развернуто в 2005 году. Первая цепочка фотоумножителей была установлена ​​в феврале 2006 года. В сентябре 2006 года была успешно подключена вторая линия.. Линии 3, 4 и 5 были запущены в конце 2006 г. и подключены в январе 2007 г. Это был важный шаг, сделавший Антарес самым большим нейтринным телескопом в Северном полушарии (превосходящим Байкальский нейтринный телескоп ). Линии 6, 7, 8, 9 и 10 были развернуты в период с марта по начало ноября 2007 г. и подключены в декабре 2007 г. по январь 2008 г. С мая 2008 г. детектор работает в полной конфигурации из 12 линий.

Установка и подключение детектора выполняются в сотрудничестве с Французским океанографическим институтом, IFREMER, в настоящее время использующим ROV Victor, и для некоторые прошлые операции подводная лодка Nautile.

Экспериментальные цели

Проект ANTARES дополняет нейтринную обсерваторию IceCube в Антарктиде. Принципы обнаружения этих двух проектов очень похожи, хотя ANTARES указывает только на Южное полушарие. Благодаря своему расположению в Средиземном море, ANTARES более чувствителен к нейтрино с энергией ниже 100 ТэВ в южном небе, регионе, который включает в себя множество галактических источников. ANTARES будет обнаруживать нейтрино высокоэнергетического происхождения, в частности, в диапазоне от 10 до 10 электронвольт (10 ГэВ - 100 ТэВ ). За многие годы эксплуатации он сможет составить карту нейтринного потока космического происхождения в Южном полушарии. Особый интерес представляет обнаружение астрофизических точечных источников нейтрино, возможно, в корреляции с наблюдениями в других диапазонах (таких как источники гамма-излучения, наблюдаемые телескопом HESS в Намибии, который имеет общее поле зрения с АНТАРЕС).

Помимо этого аспекта физики астро-частиц, телескоп ANTARES может также решать некоторые фундаментальные проблемы физики элементарных частиц, такие как поиск темной материи в форме нейтралино аннигиляция в солнце (нормальные солнечные нейтрино находятся за пределами энергетического диапазона АНТАРЕСа) или галактический центр. Из-за очень разных используемых методов его ожидаемая чувствительность дополняет прямые поиски темной материи, проводимые в различных экспериментах, таких как DAMA, CDMS и на LHC. Обнаружение сигналов нейтралино также подтвердило бы суперсимметрию, но обычно не считается очень вероятным на уровне чувствительности ANTARES. Другие возможные «экзотические» явления, которые предположительно можно было бы измерить с помощью ANTARES, включают или магнитные монополи.

Результаты

Первые обнаружения нейтрино были зарегистрированы в феврале 2007 года.

Использование 6 лет По данным поиска точечных источников нейтрино в галактическом центре ничего не найдено. Осцилляции атмосферных нейтрино также были измерены.

Дополнительная аппаратура

Помимо основного оптического детектора космических нейтрино, в эксперименте ANTARES также имеется ряд приборов для изучения глубины морская среда, такая как зонды солености и кислорода, профилометры морского течения и приборы для измерения светопропускания и скорости звука. Также была установлена ​​система камер для автоматического отслеживания биолюминесцентных организмов. Результаты этих инструментов, которые также важны для калибровки детектора, будут переданы научно-исследовательским институтам океана, участвующим в сотрудничестве ANTARES. В то время как детектор ANTARES содержит систему акустического позиционирования для выравнивания свободно плавающих линий детекторов, он также включает в себя отдельную специализированную систему акустического обнаружения, которая будет включать 6 преобразованных этажей ANTARES с гидрофонами для оценки возможности акустического обнаружения нейтрино в глубокое море. Первые 3 из этих акустических этажей включены в линейку приборов, остальные 3 - на 12-ю линию.

Источники

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-07 21:59:50
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте