First buried muon counter prototype for the Auger Observatory
I. P. Sidelnik, B. Wundheiler, E. Colombo, A. Etchegoyen, A. Ferrero, M. Platino, O. Wainberg
备注:
6 pages, 6 figures, Student contribution to the "First La Plata International School: Compact Objects and their Emission", held in La Plata, Argentina, March 10-14, 2008
AMIGA(Auger Muons and Infill for the Ground Array)是对皮埃尔·俄歇天文台的一次改进。它由更密集的表面探测器阵列和μ子计数器组成,其目标是将探测范围扩展到10^17 eV,并帮助确定质量组成。后者是实现与μ子计数器,因为簇射μ子内容是粒子类型识别的最佳参数之一。在这项工作中,我们提出了一个μ子计数器原型的研究。原型被埋在3米深的地方,以避免来自淋浴电磁组件的信号污染。我们研究了探测器及其相关电子元件埋置前后的性能。通过对穿过计数器的带电粒子的信号分析来执行检测器验证。
英文摘要:
AMIGA (Auger Muons and Infill for the Ground Array) constitutes an enhancement for the Pierre Auger Observatory. It consists of a denser array of surface detectors and muon counters whose objective is both to extend the detection range down to 10^17 eV and to help towards mass composition determination. The latter is to be achieved with muon counters since the shower muon content is one of the best parameter for particle type identification. In this work, we present the study of a muon counter prototype. The prototype was buried 3 m deep in an effort to avoid signal contamination from the shower electromagnetic component. We study the performance of the detector before and after burying it with its associated electronic components. The detector validation is performed from signal analysis of charged particles traversing the counter.
Digital Electronics for the Pierre Auger Observatory AMIGA Muon Counters
“俄歇μ子和地面阵列填充”(AMIGA)项目为皮埃尔俄歇天文台提供直接μ子计数能力,并将其能量探测范围扩展到0.3 EeV。它目前由61个探测器对(切伦科夫表面探测器和埋μ子计数器)分布在一个750米的三角形网格上的23.5平方公里的区域。每个计数器依赖于分段的闪烁体模块,该闪烁体模块在给定时隙在每个闪烁体段上存储逻辑“0”和“1”的训练。μ子计数器数据以320 MHz进行采样和存储,从而允许检测单个光电子和实施离线触发器,该离线触发器旨在减轻多像素PMT串扰和暗速率不良效应。采集由围绕低功耗Cyclone III FPGA构建的数字电子设备执行。本文介绍了数字电子学设计,内部和外部同步方案,硬件测试,并从天文台的第一个结果。
Design, upgrade and characterization of the silicon photomultiplier front-end for the AMIGA detector at the Pierre Auger Observatory
AMIGA(Auger Muons and Infill for the Ground Array)是皮埃尔·俄歇天文台(Pierre Auger Observatory)的升级版,通过测量广泛空气簇射(EAS)的μ子含量来补充超高能宇宙射线(UHECR)的研究。它由61个水切伦科夫探测器阵列组成,间距更密,并与用于μ子密度测量的地下闪烁探测器相结合。每个探测器由三个闪烁模块组成,每个模块的$^2$探测面积为10米,埋深2.3米,总探测面积为30米$^2$。硅光电倍增器传感器(SiPM)测量穿过模块的带电粒子产生的闪烁光的量。在本文中,前端电子学的设计,以处理这些SiPM的信号和测试结果,从实验室和皮埃尔俄歇天文台的描述。与我们以前的原型相比,新的电子设备表现出更高的性能,更高的效率和更低的功耗,它有一个新的采集系统,具有更大的动态范围,允许测量更接近淋浴核心。新的采集系统是基于对宇宙射线簇射的μ子成分在探测器中产生的总电荷信号的测量。
A generalized likelihood model for segmented muon counters
Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas (CNEA, CONICET, UNSAM)(探测与高能天体粒子技术研究所);Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);Instituto Galego de Física de Altas Enerxías(加利西亚高能物理研究所)
The Pierre Auger Observatory Upgrade - Preliminary Design Report
皮埃尔俄歇天文台已经开始对其已经令人印象深刻的能力进行重大升级,重点是使用天文台的表面探测器改进质量组成测定。被称为AugerPrime的升级将包括在所有1660个水切伦科夫探测器之上的新的4 m $^2$塑料闪烁体探测器,更新和更灵活的表面探测器电子设备,大型掩埋μ子探测器阵列,以及用于荧光探测器操作的扩展占空比。本初步设计报告由协作组织于2015年4月编制,作为供资助机构使用的内部文件和信息。它概述了AugerPrime的科学和技术案例。我们现在通过arXiv服务器向公众发布它。我们邀请您回顾天文台已经取得的大量基本成果和我们对未来的计划。
Muon Counting using Silicon Photomultipliers in the AMIGA detector of the Pierre Auger Observatory
AMIGA(Auger Muons and Infill for the Ground Array)是皮埃尔·俄歇天文台(Pierre Auger Observatory)的升级版,旨在扩大其探测能量范围,并直接测量宇宙射线初级粒子簇射的μ子含量。该阵列将由地表水-切伦科夫探测器与用于μ子计数的掩埋闪烁计数器组成。每个计数器由三个闪烁模块组成,每个模块具有10 m $^2$检测面积。本文介绍了新一代光电探测器,用硅光传感器(又名光电倍增管)代替现有的多像素光电倍增管(PMT)。SiPMs)。解释了新器件及其前端电子器件的选择。详细介绍了计数系统的校准方法,保证了探测器的性能。这种方法的优点是能够在遥远的地方进行,例如部署探测器的地方。高效率的结果,即98%的效率为最高的测试过电压,结合低概率的意外计数($\sim$ 2%),显示了一个有前途的性能,为这个新的系统。