|
ПАМЕЛА - международный космический эксперимент, основной задачей которого является измерение спектров античастиц высоких энергий
в космическом излучении. В институте Космофизики была разработана и создана наземная контрольно-измерительная аппаратура для уникального магнитного
спектрометра "ПАМЕЛА", созданного международной коллаборацией ученых России, Италии, Швеции, Германии в рамках российско-итальянской программы "РИМ",
а также разработан и создан ряд детекторных и электронных систем, входящих в состав магнитного спектрометра.
Основными исследовательскими задачами эксперимента являются:
- измерение спектра антипротонов от 80 МэВ до 190 ГэВ (существующий предел 50 ГэВ);
- измерение спектра позитронов от 50 МэВ до 270 ГэВ (существующий предел 30 ГэВ);
- измерение спектра ядерной компоненты космических лучей (от H до C) от 100 МэВ/нукл до 200 GeV/нукл;
- поиск антиматерии с чувствительностью ~10^(-7) для отношения антиHe/He (существующий предел чувствительности~ 10^(-6)).
Дополнительные задачи:
- Исследование высокоэнергичной компоненты солнечных протонных событий (от 80 МэВ до 10 ГэВ);
- Исследование высокоэнергичной электронной и позитронной компоненты солнечных протонных событий (от 50 МэВ);
- Изучение эффектов солнечной модуляции;
- Изучение ядерного состава постепенных и импульсивных солнечных событий.
|
|
|
В состав телескопа-спектрометра ПАМЕЛА входят: времяпролетная система (ToF), магнитный спектрометр (трекер), электромагнитный калориметр,
антисовпадательная система (CAT & CAS), нижний сцинтиллятор (S4) и нейтронный детектор. Общий объем экспериментальной информации, передаваемой на Землю за сутки,
может достигать 20 Гб.
Времяпролетная система состоит из трех групп сцинтилляторов (S1, S2, S3). Каждая группа составлена из двух слоев сцинтилляторов.
Каждый слой состоит из нескольких сцинтилляционных пластин. Пластины в двух соседних слоях расположены перпендикулярно друг другу.
Совпадение сигналов от всех групп сцинтилляторов формирует главный триггер прибора. Времяпролетная система будет использоваться для определения заряда частицы
по измерениям величины потерь энергии dE/dx и для разделения частиц по скоростям. Временная последовательность сигналов от различных групп сцинтилляторов используется
для подавления альбедного фона.
Магнитный спектрометр расположен между второй (S2) и третьей (S3) группами сцинтилляторов времяпролетной системы и состоит из 5 модулей постоянного магнита,
между которыми расположены 6 плоскостей кремниевого двухстороннего микрострипового детектора. Стрипы на соседних сторонах каждого детектора расположены взаимно перпендикулярно.
Геометрические размеры магнитной полости определяют геомфактор всего прибора ~ 20.5 см2 ср. Данные, полученные при помощи магнитного спектрометра, используются
для определения знака заряда и жесткости частиц. Средняя величина магнитного поля 0.43 Тесла. Пространственное разрешение магнитного спектрометра в отклоняющей плоскости
составляет величину 3.0±0.1 мкм. Величина максимально измеряемой жесткости: 270 ГэВ/с.
Электромагнитный калориметр расположен под третьим слоем сцинтилляторов (S3) времяпролетной системы. Прибор состоит из 22 вольфрамовых пластин,
каждая из которых расположена между двумя кремниевыми стриповыми плоскостями. Стрипы в соседних плоскостях ориентированы перпендикулярно друг к другу.
Общая толщина калориметра 16 радиационных длин или 0.6 ядерной длины. Калориметр используется для измерения энергии, выделившейся при взаимодействиях электронов и
позитронов в свинце, и для восстановления пространственной картины ливня, которая позволяет разделить электромагнитные и адронные каскады, а также не взаимодействующие частицы.
Энергетическое разрешение калориметра составляет величину 5.5% в диапазоне энергий 20-200 ГэВ и ухудшается до 12% при энергиях 200-700 ГэВ.
Система антисовпадений состоит из пластических сцинтилляторов, расположенных по бокам (CAS) и сверху (CAT) магнитного спектрометра (вокруг окна апертуры).
Основная задача антисовпадательной системы - идентифицировать частицы, попадающие в спектрометр вне его геометрической апертуры. Нижний сцинтиллятор (S4) расположен
под калориметром и служит для определения ливней, не содержащихся полностью в калориметре. При наличии триггерного сигнала и превышении порогового сигнала
в нижнем сцинтилляторе считываются измерения нейтронного детектора. Нейтронный детектор находится под нижним сцинтиллятором. Информация, полученная нейтронным детектором,
используется для улучшения разделения электронов и протонов в калориметре.
|
|
15 июня 2006 года с космодрома Байконур был запущен Российский спутник РЕСУРС ДК-1 с прибором ПАМЕЛА на борту.
Спутник имеет квазиполярную орбиту с наклонением 70.4 и высотой 300-600 км, период обращения спутника 90 минут.
На сегодняшний день за всё время проведения измерений на орбите зарегистрировано более двух с половиной миллиардов событий, получено более 16 Терабайт экспериментальной
информации. Измерения продолжаются.
|
|