Astroparticelle - CARPET GMT detector

CARPET

Un curioso mostro a GMT

CARPET è un tipo di rivelatore (telescopio) di raggi cosmici a tubi Geiger. Questo rilevatore è stato progettato nel 2006 e sviluppato dal Lebedev Physical Institute (LPI) di Mosca - Russia, all'interno di una cooperazione scientifica internazionale tra LPI, il CRAAM (Centro di Radio Astronomia e Astrofísica Mackenzie), San Paolo - Brasile e CASLEO in Argentina. Sono stati costruiti diversi rivelatori di questo tipo e installati in remote parti del mondo: alla Città per la scienza e la tecnologia King Abdulaziz (KACST), Riyadh - Arabia Saudita; al Complesso Astronomico El Leoncito (CASLEO), San Juan - Argentina; alla L.N. Gumilyov Eurasian National University, Kazakhstan; e naturalmente all'istituto LPI di Mosca.

CARPET è stato progettato per colmare il divario tra i monitor di neutroni e i telescopi a muoni. A confronto con altri tipi di rilevatori di raggi cosmici, il rilevatore CARPET è sensibile alle componenti secondarie di bassa energia prodotte dal flusso di raggi cosmici primari (galattici o solari) che impattano nell'atmosfera. Uno degli obiettivi scientifici di questo strumento è lo studio del rapporto tra i processi atmosferici e ambientali (come tempeste di polvere e temporali) e altre particelle nel flusso dei raggi cosmici secondari.

La cellula di base di CARPET

Il rivelatore utilizza i GMT russi SBM19 (STS6), (gli stessi che utilizziamo in alcuni rivelatori come l'AMD6 ₁ ₂) ed è composto a blocchi di 10 GMT impilati 5 a 5, fino a un totale di 24 blocchi ovvero 240 GMT! Il telescopio registra il numero di eventi in tre canali indipendenti, lo strato superiore, quello inferiore e il numero totale di particelle che attraversano simultaneamente i due piani, superiore e inferiore (metodo delle coincidenze). I canali "Su" e "Giù" sono sensibili agli elettroni e positroni con energie superiori a 200 keV, protoni superiori a 5 MeV, muoni superiori a 1,5 MeV e fotoni con energie superiori a 20 keV. Il canale in coincidenza (telescopio) registra segnali da elettroni con energie superiori a 5 MeV, protoni con energie maggiori di 30 MeV e muoni con energie maggiore di 20 MeV. Essendo in configurazione classica di coincidenza, i muoni possono essere considerati come il principale contributo di questo canale.

Al centro (KACST) di Riyadh dal 2017 è installato un rivelatore CARPET a 12 blocchi, i suoi risultati sono comparabili a quelli di uno scintillatore di 1m² di superficie, il confronto è stato fatto con altri due strumenti presenti nello stesso centro di ricerca: un rivelatore a scintillazione e un rivelatore a camera multifilare, entrambe di dimensioni intorno al metro quadro.

Il rivelatore CARPET di KACST

La soglia di sensibilità a basse energie è utile per studiare alcuni fenomeni geofisici come "l'effetto diurno", una fluttuazione periodica dell'intensità dei raggi cosmici che dipende dalle interazioni di natura elettromagnetica tra il plasma solare e la magnetosfera terrestre.

L'effetto diurno visto dai tre canali del rivelatore installato in Arabia Saudita.

Reference:

R. R. S. De Mendonça et al. Analysis of atmospheric pressure and temperature effects
on cosmic ray measurements - JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH: SPACE PHYSICS, VOL. 118, 1403–1409

A. Maghrabi, Cosmic ray observations by CARPET detector installed in central Saudi
Arabia-preliminary results, Journal of Atmospheric and Solar–Terrestrial Physics 200 (2020) 105194

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