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超高能中微子望远镜样机研制成功并获第一批宇宙线事例


经过历时50多天紧张的调试,由我所研制的超高能中微子望远镜(CRTNT)第二台样机在西藏羊八井投入试运行,并于2007年5月观测期间成功与中意合作ARGO全覆盖地面探测器实现了联合观测,获得第一批宇宙线事例,标志着用于超高能中微子探测的宇宙线大气契伦科夫及荧光望远镜研制的成功。

2007年初第一台望远镜在西藏羊八井调试成功,包括望远镜机械和姿态监控、紫外光收集、光电转换、触发判选和在线数据采集、GPS定时和高低压供电等六个子系统的运行状态,整机联动协调,全部实现了设计要求的遥控、异地操纵观测的功能和对天空背景的长时间监测,成功地测量到星体运行留下的清晰轨迹。在此基础上,张勇等研究人员4月再赴羊八井开始第二台望远镜的调试。他们克服包括高山反应在内的种种困难,在5月观测期到来之前,完成了系统调试任务,望远镜如期投入试运行。以此同时,何会海副研究员在高能所完成了在线数据获取软件的编写与调试,在为期十个观测夜晚的观测期内,加班加点,连续作战,在北京高能所实现了第二台望远镜的全遥控试运行。在包括ARGO实验的全组的大力配合下,成功实现了与ARGO探测器的联合观测。截止5月23日凌晨,已观测到50多个宇宙线事例,并在±1微秒的GPS时间窗口内,与ARGO观测到的事例实现了符合。分别对ARGO和CRTNT观测的事例的初步重建结果,事例到达方向的符合精度达到约3度,ARGO探测器记录到事例大小在260个次级粒子以上,最大的符合观测事例超过2000个粒子,能量大于10TeV。附图分别显示了一个事例分别在CRTNT望远镜上所成的像和其中一个通道测量到的光变曲线以及在ARGO探测器阵列上测量到的簇射事例形状和次级粒子到达时间的分布和方向拟合。

CRTNT望远镜研制的成功,标志着我国年青的宇宙线大气契伦科夫及荧光望远镜研制队伍的成熟,具备了实施超高能中微子探测这一探索性研究的技术和人员条件。为超高能中微子探测研究的正式立项奠定了坚实的基础,在高能所、中科院和国家自然科学基金委各级领导的大力支持下,将进一步展开CRTNT望远镜的优化与工程化设计,早日实现在新疆巴里坤山超高能中微子探测的试运行。

   
   

图中左上为CRTNT望远镜测量到的宇宙线事例的全貌,左下一个通道获得的FADC光变曲线;右上为ARGO探测阵列获得的同一事例的次级粒子的分布,右下为到达时间分布及其前锋面拟合。

(粒子天体物理中心 供稿)

 

 

 

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