Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /data/www/livni-tmp/libraries/cms/application/cms.php on line 464

Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /data/www/livni-tmp/libraries/cms/application/cms.php on line 464
Kuvaus

Kuvaus

RUSALKA (Merenneito ) – hiukkassuihkujen ilmaisimet


Hiukkasryöppyjä havainnoiva usean mittausaseman RUSALKA -ilmaisin koostuu joukosta nk. perusasemia. Periaatteellinen perusaseman kokoonpano on esitetty kuvassa 1.



Jokaisen mittausaseman kokoonpano on seuraava:

  1. Kaksi tuikeilmaisinta
  2. GPS-vastaanotin
  3. DAQ laatikko, jossa
    1. Qnet lukukortti tiedonkeräämiseen tuikeilmaisimesta, tiedon digitalisointiin ja GPS-aikainformaation liittämiseen
    2. HV virtalähde tuikeilmaisimille PMT: t;
    3. matalajännite virtalähde GPS-vastaanotin ja Qnet lukukorttia varten;
    4. PC-kortti.

Tuikeilmaisin


Tuikeilmaisimen tehtävänä on tuottaa sähköinen signaali, kun hiukkanen kulkee sen läpi. Yksinkertaisuuden ja luotettavuuden vuoksi tuikeilmaisimet ovat yleisesti käytössä hiukkas- ja ydinfysiikan hiukkastutkimuksessa. Rusalka -ilmaisimen kukin tuikeilmaisin tuottaa signaalin joka kerta, kun siihen osuu varattu hiukkanen laajasta hiukkasryöpystä (EAS- Extensive air shower). Tietysti mikä tahansa EAS sisältää paljon myös varaukseltaan neutraaleja hiukkasia. Ne voivat myös tuottaa signaalin tuikelaskurilla, mutta todennäköisyys tähän on vähemmän kuin 100%. Tuikeilmaisimen signaali muodostuu kahdessa vaiheessa. Aluksi ionisoivan hiukkasen tuoma energia muuttuu ilmaisimessa näkyvän valon välähdykseksi. Koska valo on hyvin heikko, se rekisteröidään, vahvistetaan ja muutetaan sähköiseksi pulssiksi valomonistinputkessa (PMT).


Tuikeilmaisimen rakenne


Tyypillinen Rusalka -tuikeilmaisin koostuu kahdesta muovista valmistetusta tuikelevystä. Levyjen paksuus on 2 cm ja mitat 30 cm x 80 cm, joten ilmaisimen mittauspinnan koko on 60 cm x 80 cm. Valon eri aallonpituudet kerätään valokuitujen avulla. Jokainen kuitu, jonka halkaisija on 1 mm on liimattu 1,2 mm halkaisijaltaan olevaan uraan pitkin tuikemuovilevyä, kuten on esitetty kuviossa 2. Optiset kuidut takaavat valonsiirron valomonistinputkeen (PMT) pienellä häviöllä. Kuitujen liitos on 30 mm, johon valo ilmaisimen kerätään 20 kuidun avulla. Kaikki kuidut niputetaan ja liimataan kiillotettuun optiseen liittimeen kiinni PMT:ssä. Jokaisen kuidun vastakkaiset päät sekä tuikelevyt peitetään alumiinifoliolla valon keräämisen tehokkuuden parantamiseksi. PMT:n halkaisija on 25 mm. Rusalkan PMT:ssä käytetään laskureina FEU-85 (Neuvostoliitto) tai Hamamatsu (Japani):n laskureita. Kaikki laskimen osat asetetaan metalliseen säiliöön (mitat 300х700х50 mm) kuten kuviossa 3 on esitetty.


GPS – vastaanotin


GPS-vastaanotin on keskeinen seikka koko Rusalka- laitteiston kokoonpanossa. Yleensä GPS-vastaanottimia käytetään sijainnin määrittämiseen, mutta ne ovat yhtä hyviä ajanmäärityksessä. Katsotaanpa asiaa tarkemmin. GPS:n toiminta perustuu maapallon ympärille, 6:lle eri kiertoradalle, sijoitettujen 24 satelliitin signaaleihin. Jokainen satelliitti lähettää oman paikkansa aikatietoa. Kaikki satelliitit on synkronoitu hyvällä tarkkuudella. GPS-vastaanotin käyttää tätä useista satelliiteista keräämäänsä paikka-aikatietoa sijaintinsa ja absoluuttisen ajan laskemiseen. Ajan tarkkuudessa virhe on enintään 50 nanosekuntia. GPS-vastaanottimen absoluuttisen ajan avulla havaitut signaalit voidaan yhdistää jokaisessa Rusalka - ilmaisimessa ja etsiä saman aikaisuutta (coinsidence) näiden välillä. Lisäksi samanaikaisuutta voidaan näin hakea minkä tahansa ilmaisimen välillä, esimerkiksi Dubnan Rusalka -ilmaisimien ja vastaavien järjestelmien välillä Prahassa, Bukarestissa tai Varsovassa!


DAQ järjestelmä


Mittausaseman kehittynein osa on DAQ järjestelmä. Sen tarkoituksena on kerätä signaaleja tuikeilmaisimista, vahvistaa ja digitoida niitä, lisätä GPS-vastaanottimen aikainformaatio ja siirtää näin saatu informaatio etäpalvelimen muistiin ja käsittelyyn. Rusalka DAQ koostuu Qnet- lukukortista, joka on kehitetty Fermilab-laboratoriossa analogiselle opetusprojektille Quarknet ja sijoitettu yhden kortin PC:lle. Qnet -lukukortti, PC-kortti ja virtalähteet (HV ja matala jännite) on sijoitettu metalliseen laatikkoon ( kuva 5.)



Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /data/www/livni-tmp/libraries/cms/application/cms.php on line 464