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Detector de rayos cósmicos de ojo de mosca de alta resolución

El detector High Resolution Fly's Eye o HiRes era un observatorio de rayos cósmicos de energía ultraalta que operó en el desierto occidental de Utah desde mayo de 1997 hasta abril de 2006. HiRes (prototipo HiRes-I, HiRes-II y HiRes) utilizó el " técnica de "fluorescencia atmosférica" ​​de la que fue pionera el grupo de Utah primero en pruebas en el experimento Volcano Ranch y luego con el experimento original Fly's Eye. El experimento se ejecutó por primera vez como un prototipo HiRes en una configuración de torre que operaba en conjunto con CASA (Chicago Air Shower Array) y MIA (Michigan Muon Array). Posteriormente, el prototipo fue reconfigurado para ver 360 grados en azimut. HiRes-II le siguió más tarde y estaba situado en la cima de una colina a unos 13 kilómetros de distancia. HiRes-I y HiRes-II funcionan en estéreo.

Hardware y desarrollo

El Fly's Eye de alta resolución utilizaba espejos más grandes y píxeles más pequeños en comparación con el Fly's Eye original, de ahí el nombre. Un prototipo del experimento HiRes funcionó entre 1993 y 1996 en el sitio original de Fly's Eye-I (Five Mile Hill). Estaba configurado en una torre que contemplaba una estrecha cuña de cielo de 3 a 73 grados de elevación. Primero, los experimentos de matriz terrestre de Utah y luego CASA y MIA (matriz terrestre y matriz de muones) se colocaron en la superficie en la vista del prototipo HiRes. Éste se convirtió entonces en el primer "experimento híbrido" que recopilaba información sobre el desarrollo de la lluvia de aire inducida por el rayo cósmico incidente, pero también midió la huella de la lluvia en la superficie de la Tierra y a 3 m bajo la superficie (con el conjunto de muones enterrado). El prototipo de HiRes se desmontó a principios de 1997 para formar parte de la configuración final de HiRes.

En su configuración final, HiRes estaba compuesto por dos sitios separados por 12,6 km. Los sitios estaban ubicados en las cimas de las colinas de Dugway Proving Grounds , una instalación de pruebas del ejército estadounidense en el desierto occidental de Utah. HiRes-I (ubicado en Five Mile Hill o Little Granite Mountain ( 40°11′43″N 112°50′11″W / 40.1953°N 112.8363°W / 40.1953; -112.8363 ) ) [1] tenía uno Anillo de 22 telescopios que observan entre 3 y 17 grados de elevación. HiRes-I estaba equipado con componentes electrónicos de muestreo y retención que tomaron una "instantánea" de la extensa lluvia de aire generada cuando el rayo cósmico incidente interactuó con la atmósfera. Mientras tanto, HiRes-II (ubicado en Camel's Back Ridge ( 40°07′55″N 112°57′32″W / 40.13194°N 112.95896°W / 40.13194; -112.95896 ) ) [1] tenía dos anillos de telescopios para permitir una visión más alta de la atmósfera. Observó de 3 a 31 grados de elevación.

HiRes-II estaba equipado con un convertidor flash analógico a digital (FADC) para que esencialmente hiciera películas de los eventos de rayos cósmicos. Ambos observatorios proporcionaron una cobertura azimutal completa (360 grados en azimut). Fueron operados de forma independiente en noches claras sin luna. El ciclo de trabajo de HiRes estuvo cerca del 10%.

Logros

El HiRes descubrió la partícula Oh-My-God , un rayo cósmico de energía ultraalta , el 15 de octubre de 1991. [2]

El experimento HiRes realizó la primera observación del límite Greisen-Zatsepin-Kuzmin (corte GZK) [3], que es una indicación de que los rayos cósmicos de mayor energía interactúan con el fondo cósmico de microondas y el universo se vuelve opaco a su propagación.

En 2010, los resultados finales del experimento HiRes confirmaron el límite de GZK. [4]

Un experimento que sigue a los experimentos High Resolution Fly's Eye y Akeno Giant Air Shower Array (AGASA) es el Telescope Array Project , que comenzó a recopilar datos en el centro de Utah en 2007. Se ha aplicado un enfoque similar, pero con detectores de agua Cherenkov . empleado para el Observatorio Pierre Auger , que comenzó a recopilar datos en 2004.

Premios

El Dr.  Pierre Sokolsky y el Dr. George Cassidy, ambos de la Universidad de Utah , recibieron el Premio Panofsky 2007 por su trabajo en el experimento HiRes.

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Jui, Charles CH (22 de marzo de 2000). "Introducción a los Rayos Cósmicos". Ojo de mosca de alta resolución . Universidad de Utah . pag. 21 . Consultado el 15 de noviembre de 2012 .
  2. ^ Wolchover, Natalie. ""La partícula que rompió un límite de velocidad cósmica"". Revista Quanta . Revista Quanta . Consultado el 24 de enero de 2022 .
  3. ^ Abbasi, RU; et al. (Colaboración Fly's Eye de alta resolución) (10 de marzo de 2008). "Primera observación de la represión de Greisen-Zatsepin-Kuzmin". Cartas de revisión física . 100 (10): 101101. arXiv : astro-ph/0703099 . Código Bib : 2008PhRvL.100j1101A. doi :10.1103/PhysRevLett.100.101101. PMID  18352170.
  4. ^ Sokolsky, P.; et al. (Colaboración HiRes) (marzo-abril de 2011). "Resultados finales del experimento High Resolution Fly's Eye (HiRes)". Física Nuclear B. Suplementos de Actas. 212–213: 74–78. arXiv : 1010.2690 . Código Bib : 2011NuPhS.212...74S. doi :10.1016/j.nuclphysbps.2011.03.010.

enlaces externos