อ่าน 2 นาที
เพอร์ไดซ์
PERDaix (Proton Electron Radiation Detector Aix-la-Chapelle)เป็นเครื่องสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็ก ขนาดเล็กและน้ำหนักเบาแบบใหม่...
เพอร์ไดซ์
PERDaix (Proton Electron Radiation Detector Aix-la-Chapelle)เป็นเครื่องสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็ก ขนาดเล็กและน้ำหนักเบาแบบใหม่ ที่ใช้วัดการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์ที่ขึ้นอยู่กับประจุและมวลเป็นระยะๆ เพื่อความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับรังสีคอสมิก[ 1 ] เพื่อให้เข้าใจแหล่งที่มาและการเร่งความเร็วของอนุภาคคอสมิกได้ดียิ่งขึ้น จำเป็นต้องมีการวัดรังสีคอสมิกโดยตรง นอกจากนี้ เพื่อให้เข้าใจการเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นตามวัฏจักรสุริยะ 22 ปีได้ดียิ่งขึ้นจำเป็นต้องมีการวัดที่ขึ้นอยู่กับเวลา[ 2 ] PERDaix เป็นเครื่องตรวจจับที่ออกแบบใหม่ซึ่งสร้างโดยภาควิชาฟิสิกส์ 1b มหาวิทยาลัย RWTH Aachenได้รับการเสนอต่อองค์การอวกาศเยอรมันในเดือนพฤศจิกายน 2009 เพื่อเข้าร่วมใน โครงการ BEXUS (Rocket and Balloon Experiments for University Students) หลังจากความพยายามบินครั้งแรกถูกยกเลิกในเดือนตุลาคม 2010 การบินจริงเกิดขึ้นเป็นโอกาสในการบินหลังโครงการ BEXUS ในเดือนพฤศจิกายน 2010
เครื่องตรวจจับสามารถวัดอนุภาคประจุในช่วงพลังงาน 0.5 GeVถึง 5 GeV ได้ PERDaix ใช้ระบบเวลาบิน ตัวติดตามไฟเบอร์เรืองแสงพร้อมการอ่านค่าโฟโตมัลติพลายเออร์ซิลิคอน (SiPM) และเครื่องตรวจจับรังสีทราน ซิชัน ร่วมกับแม่เหล็กถาวรเพื่อวัดฟลักซ์ของอนุภาค[ 3 ]บอลลูน BEXUS ถูกปล่อยจากศูนย์อวกาศ Esrangeใกล้เมือง Kiruna ประเทศสวีเดนในเดือนพฤศจิกายน 2010 PERDaix ขึ้นไปถึงระดับความสูงสูงสุด 33.3 กม. ซึ่งลอยอยู่ได้นาน 1.5 ชั่วโมง
ตัวตรวจจับย่อย
ระบบวัดเวลาการเดินทางของแสง
ระบบเวลาบิน (TOF) เป็นชั้นบนสุดและล่างสุดของตัวตรวจจับ ประกอบด้วยสารเรืองแสงที่มีการอ่านค่า SiPM ใช้เป็นสัญญาณทริกเกอร์และเพื่อแยกแยะอนุภาคที่เข้าสู่ตัวตรวจจับจากด้านล่าง ด้วยความละเอียดของเวลาออกแบบประมาณ 300 พิโควินาที (ps) สามารถใช้เพื่อแยกแยะระหว่างโพซิตรอนและอิเล็กตรอนในช่วงโมเมนตัมต่ำกว่า 1 GeV โปรตอนสามารถแยกแยะออกจากโพซิตรอนสำหรับโมเมนตัมต่ำกว่า 1 GeV ได้หากความเร็วของพวกมันต่ำกว่า β = 1 [ 4 ]
ตัวติดตาม
บริษัท Perdaix จะใช้ เครื่องตรวจจับการติดตามอนุภาคด้วยเส้นใย เรืองแสงซึ่งประกอบด้วยเส้นใยโพลีสไตรีนเรืองแสงบาง 250 ไมโครเมตร ที่เปล่งแสงเมื่ออนุภาคประจุเคลื่อนที่ผ่าน เส้นใยเรืองแสงเหล่านี้จะถูกอ่านค่าโดยอาร์เรย์โฟโตมัลติพลายเออร์ซิลิคอน (SiPM) ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับโฟตอนเซมิคอนดักเตอร์แบบโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพโฟตอนสูงถึง 50% อัตราขยายสูงถึง 10^6 อิเล็กตรอน/โฟตอน และมีขนาดกะทัดรัดมาก อาร์เรย์โฟโตมัลติพลายเออร์ซิลิคอนหนึ่งชุดมีขนาด 1.1 มม. x 8.0 มม. และมี 32 ช่องสัญญาณ โมดูลเส้นใยขนาดกว้าง 32 มม. และยาว 300 มม. จำนวน 20 โมดูลถูกจัดเรียงเป็นสี่ชั้นรอบอาร์เรย์แม่เหล็กถาวรทรงกระบอกกลวง
แม่เหล็ก
ชุดแม่เหล็กถาวรนี้สร้างขึ้นในรูปแบบวงแหวนฮาล์บัค (Halbach-Ring)มีน้ำหนัก 8 กิโลกรัม และสร้างสนามแม่เหล็กสูงมากถึง ~0.26 เทสลา (T) ภายในกระบอกแม่เหล็กที่มีความสูง 80 มิลลิเมตร และเส้นผ่านศูนย์กลาง 213 มิลลิเมตร ในขณะที่สร้างสนามแม่เหล็กภายนอกกระบอกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
เครื่องตรวจจับรังสีทรานซิชัน
ใต้ชั้นติดตามอนุภาคที่ต่ำที่สุด จะมีการติดตั้งเครื่องตรวจ จับรังสีเปลี่ยนผ่าน (TRD) TRD ตรวจจับรังสีเปลี่ยนผ่านของอนุภาคสัมพัทธภาพที่มีค่าสัมประสิทธิ์ลอเรนซ์ γ เกิน ≈ 1000 อนุภาคที่เคลื่อนที่ผ่านรอยต่อของตัวกลางสองชนิดที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ต่างกัน จะสร้างรังสีเปลี่ยนผ่าน การสูญเสียพลังงานที่ขอบเขตจะเป็นสัดส่วนกับค่าสัมประสิทธิ์แกมมาสัมพัทธภาพ จะมีการสร้างรังสีเปลี่ยนผ่านจำนวนมากเมื่อค่าแกมมามากกว่า 1000 ค่าแกมมาของโปรตอนจนถึงโมเมนตัม 5 GeV ยังอยู่ในลำดับ 10 ในขณะที่ค่าแกมมาของโพซิตรอนมากกว่า 1000 ตั้งแต่โมเมนตัม 0.5 GeV เป็นต้นไป
เครื่องตรวจจับนี้ประกอบด้วยหลอดแก้วหนา 6 มม. จำนวน 256 หลอด ทำจาก ฟอยล์ อะลูมิเนียม - แคปตัน แบบหลายชั้นบาง 72 ไมโครเมตร บรรจุด้วยส่วนผสมของซีนอน (Xe) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) ในอัตราส่วน 80/20 ใช้สำหรับวัดรังสีเอกซ์ที่เกิดจากอิเล็กตรอนในชั้นของวัสดุแผ่รังสีแบบไม่สม่ำเสมอหนา 20 มม. จำนวน 8 ชั้น ซึ่งส่งผลให้มีพื้นผิวสัมผัสของวัสดุมากกว่า 100 จุดต่อชั้นของวัสดุแผ่รังสี
เปิดตัวในเดือนพฤศจิกายน 2553
เนื่องจากลมแรง การปล่อยจรวดในเดือนตุลาคม 2010 จึงต้องถูกยกเลิกโดยไม่มีการบินของ BEXUS-11 ในช่วงแรก แต่ด้วยการสนับสนุนจากองค์การอวกาศเยอรมัน ( DLR ) และEsrangeทำให้มีโอกาสปล่อยจรวดครั้งที่สองในปลายเดือนพฤศจิกายน 2010 เมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน บอลลูนฮีเลียมขนาด 100,000 ลูกบาศก์เมตร ถูกปล่อยจาก Esrange โดยบรรทุกสัมภาระหนัก 334 กิโลกรัม ซึ่งบรรจุอุปกรณ์ทดลองของนักศึกษา BEXUS รวมถึงเครื่องตรวจจับ PERDaix ด้วย
แหล่งที่มา
- ^ "เครื่องมือใหม่สำหรับการทดสอบการปรับเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ขึ้นอยู่กับเครื่องหมายประจุ" (PDF) . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม 2554
- ^ "การปรับเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้า โดยพิจารณาจากข้อมูล PAMELA ล่าสุด" (PDF)เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม 2554
- ^ "การค้นหาอนุภาคปฏิปักษ์รังสีคอสมิกด้วยการทดลองบนบอลลูน" (PDF) . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม 2554
- ^ "เครื่องติดตามเส้นใยเรืองแสงความละเอียดสูงพร้อมระบบอ่านค่าแบบอาร์เรย์ SiPM สำหรับการวิจัยรังสีคอสมิก" (PDF)เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม 2554
ลิงก์ภายนอก
- หน้าแรกของ PERDaix ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2017 ที่Wayback Machine
- I. สถาบัน Physikalisches B RWTH Aachen
- เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ BEXUS
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เพอร์ไดซ์
PERDaix (Proton Electron Radiation Detector Aix-la-Chapelle)เป็นเครื่องสเปกโตรมิเตอร์แม่เหล็ก ขนาดเล็กและน้ำหนักเบาแบบใหม่...
ระบบวัดเวลาการเดินทางของแสง
ระบบ เวลาบิน (TOF) เป็นชั้นบนสุดและล่างสุดของตัวตรวจจับ ประกอบด้วย สารเรืองแสง ที่มีการอ่านค่า SiPM ใช้เป็นสัญญาณทริกเกอร์และเพื่อแยกแยะอนุภาคที่เข้าสู่ตัวตรวจจับจากด้านล่าง ด้วยความละเอียดของเวลาออกแบบประมาณ 300 พิโควินาที (ps) สามารถใช้เพื่อแยกแยะระหว่าง...
ตัวติดตาม
บริษัท Perdaix จะใช้ เครื่องตรวจจับการติดตามอนุภาคด้วยเส้นใย เรืองแสง ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยโพลีสไตรีนเรืองแสงบาง 250 ไมโครเมตร ที่เปล่งแสงเมื่ออนุภาคประจุเคลื่อนที่ผ่าน เส้นใยเรืองแสงเหล่านี้จะถูกอ่านค่าโดยอาร์เรย์โฟโตมัลติพลายเออร์ซิลิคอน (SiPM)...
แม่เหล็ก
ชุดแม่เหล็กถาวรนี้สร้างขึ้นในรูปแบบ วงแหวนฮาล์บัค (Halbach-Ring) มีน้ำหนัก 8 กิโลกรัม และสร้างสนามแม่เหล็กสูงมากถึง ~0.