SKALTA

SKALTA je detektor sekundárnych spŕšok kozmického žiarenia. Je identický ako systém CZELTA (CZEch Large-area Time coincidence Array). Je to projekt Ústavu experimentálnej a aplikovanej fyziky ČVUT v Prahe. Cieľom tohto projektu je vytvoriť relatívne riedku sieť detekčných staníc, ktoré budú umiestnené prevažne na strechách vybraných stredných škôl a univerzít v Európe. tieto stanice detegujú spŕšky sekundárneho kozmického žiarenia s minimálnou energiou primárnej častice 100 TeV Vzhľadom na konštrukčné riešenie detekčnej stanice, je možné určiť aj približný smer zdroja na oblohe.

Detektory stanice SKALTA na streche budovy PF UPJŠ

SKALTA je umiestnená na streche budovy Prírodovedeckej fakulty UPJŠ v Košiciach na Jesennej 5. Stanica je zložená zo štyroch častí:

  • detektorová časť
  • GPS
  • ovládacia elektronika
  • riadiací počítač
  •  

    Detektorová časť je zložená z troch samostatných detekčných blokov. Sú umiestné tak, že tvoria rovnostranný trojuholník s dĺžkou ramena 10 metrov. Plocha trojuholníka definuje minimálnu veľkosť spŕšky a teda aj jej minimálnu energiu primárnej častice, ktorá musí byť > 100 TeV.

    Detekčný blok

    Samotný detekčný blok je zložený zo štvorcového scintilačného detektora BC-408 s rozmermi 60×60 cm, ktorý je umiestnený v plastovej krabici so stabilizovanou teplotou. Scintilátor je pripojený na fotonásobič Phillips XP2262B, ktorý zaznamenáva fotóny, ktoré vznikajú pri prechode častice zo spŕšky cez scintilátor. Fotonásobič je kalibrovaný pomocou LED diódy. Prelet elektricky nabitej častice spôsobí v scintilátore vznik fotónu s vlnovou dĺžkou 425 nm. Počet fotónov je veľmi málo závisly na type vysokoenergetickej častice. Častica zanechá v scintilátore na dráhe 1 cm energiu 2 MeV (tzv. deponovaná energia).

    Blok so scintilátorom

     

    Všetky 3 detektory sú zapojené do koincidencie, takže častica zo spŕšky musí zasiahnuť všetky 3 scintilátory časovom intervale 100 ns, aby bola zaznamenaná.

    Na presné určenie času jednotlivých udalostí na každom detektore sa používa GPS signál. GPS posiela každú sekundu signál do elektroniky a na presný čas medzi 2 pulzmi sa používajú interné 100MHz hodiny s korekciou na teplotu. Časový rozdiel medzi signálmi z detektorov je použitý na výpočet polohy zdroja na oblohe . Využitím presných časových kalibrácií môžeme študovať aj korelácie spŕšok kozmického žiarenia medzi rôznymi detekčnými stanicami, ktoré sú od seba vzdialené aj niekoľko stoviek kilometrov.

    Blok s riadacou elektronikou a počítačom

    Signál zo scintilačných detektorov je zaznamenaný elektronickým blokom, ktorý je pripojený na riadiaci počítač. Elektronika spracováva signály zo všetkých fotonásobičov spolu so GPS signálom a určuje počet detekovaných častíc, ich deponovanú energiu a časové rozdiely detekcie na jednotlivých detektoroch.

    Riadenie elektroniky zabezpečuje samostatný software, bežiaci na riadiacom počítači. Ten okrem riadenia zabezpečuje aj kalibráciu fotonásobičov, kontrolu činnosti elektroniky, dlhodobé ukladanie, transformáciu a vyhodnocovanie dát a aj diaľkovú správu detekčnej stanice. Všetky dáta sú posielané na centrálny server, kde sú zhromažďované merania zo všetkých staníc.

    Centrálny server je dostupný na adrese http://czelta.utef.cvut.cz/index.php (login: quest, heslo: czelta). Server poskytuje aj informácie o stave jednotlivých staníc, histogramy udalostí, ako aj ich smery príchodu spŕšok.

    Detektor SKALTA je plne funkčný od októbra 2010 a poskytuje všetky svoje merania na centrálny server. Detektor predstavuje významné zlepšenie technickej infraštruktúry kozmického výskumu na UPJŠ. Umožňuje nám študovať vysoko-energetické častice, ktorých energia prevyšuje energiu, ktorú sme schopný dosiahnuť aj na najvýkonnejších pozemských urýchľovačoch častíc (napr. LHC). Veľkým prínosom detektora SKALTA je možnosť zapojiť študentov univerzity ako aj nadaných študentov stredných škôl do výskumu kozmického žiarenia a umožniť im pracovať s s pôvodnými dátami.

    Detektor SKALTA je financovaný z prostriedkov Európskeho fondu regionálneho rozvoja prostredníctvom Operačného programu Výskum a vývoj a to na základe Zmluvy o poskytnutí nenávratného finančného príspevku č. 018/2009/2.1/ OPVaV, kód ITMS 262201200009, názov projektu: “Centrum kozmických výskumov: vplyv kozmického počasia”, prostredníctvom Agentúry Ministerstva školstva SR pre štrukturálne fondy EÚ.

    Comments are closed.