Ожидаемые характеристики черенковского телескопа TAIGA-IACT при использовании детекторов SiPM

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты расчетов методом Монте-Карло эффективных площадей и скоростей счета черенковского телескопа TAIGA-IACT с модернизированной камерой на SiPM OnSemi MicroFJ-60035, оснащенной фильтрами SL 290-590 и SL 280-390. Показано, что пороговая энергия (по триггированию космических гамма-квантов) телескопа TAIGA-IACT с камерой на SiPM и фильтром SL 290-590 составит ≈0.4 ТэВ, что несколько ниже, чем у текущей конфигурации TAIGA-IACT с камерой на ФЭУ (0.5 ТэВ). Пороговая энергия телескопа TAIGA-IACT с камерой на SiPM и фильтром SL 280-390 составит ≈0.7 ТэВ, что вполне приемлемо для черенковских телескопов с площадью зеркала ~10 м2. Эти результаты вместе с ожидаемой стабильностью конструкции SiPM при наличии чрезмерной засветки и возможностью использования УФ-фильтров (которые позволяют вести наблюдения в лунные ночи и в сумерках без значительного увеличения порогового сигнала триггера) показывают, что телескоп TAIGA-IACT с камерой на SiPM будет перспективным инструментом для наблюдений космического гамма-излучения в ТэВ-диапазоне.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Е. Холупенко

Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: eugene@astro.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. М. Красильщиков

Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук

Email: eugene@astro.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

Д. В. Бадмаев

Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук

Email: eugene@astro.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Богданов

Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук

Email: eugene@astro.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Буднев Н.М., Иванова А.Л., Калмыков Н.Н. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2015. Т. 79. № 3. С. 430; Budnev N.M., Ivanova A.L., Kalmykov N.N. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2015. V. 79. No. 3. P. 395.
  2. Астапов И.И., Барбашина Н.С., Богданов А.Г. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2017. Т. 81. № 4. С. 495; Astapov I.I., Barbashina N.S., Bogdanov A.G. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2017. V. 81. No. 4. P. 460.
  3. Бородин А.Н., Гребенюк В.М., Гринюк А.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. T. 83. № 8. С. 1042; Borodin A.N., Grebenyuk V.M., Grinyuk A.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 8. P. 945.
  4. Просин В.В., Астапов И.И., Безъязыков П.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. T. 85. № 4. С. 525; Prosin V.V., Astapov I.I., Bezyazeekov P.A. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 4. P. 395.
  5. Безъязыков П.А., Буднев Н.М., Гресс О.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. T. 83. № 8. С. 1099; Bezyazeekov P.A., Budnev N.M., Chernykh D.O. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 8. P. 998.
  6. Кузьмичев Л.А., Астапов И.И., Безъязыков П.А. и др. // Ядерн. физика. 2018. Т. 81. № 4. С. 469; Kuzmichev L.A., Astapov I.I., Bezyazeekov P.A. et al. // Phys. Atom. Nucl. 2018. V. 81. No. 4. P. 497.
  7. Bogdanov A.A., Tuboltsev Y.V., Chichagov Y.V. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2020. V. 1697. No. 1. Art. No. 012015.
  8. Богданов А.А., Тубольцев Ю.В., Чичагов Ю.В. и др. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 5. С. 821; Bogdanov A.A., Tubol’tsev Y.V., Chichagov Y.V. et al. // J. Tech. Phys. 2021. V. 66. No. 5. P. 699.
  9. Bogdanov A.A., Tuboltsev Y.V., Chichagov Y.V. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2103. No. 1. Art. No. 012026.
  10. Kuleshov D.O., Simonyan V.A., Bogdanov A.A. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2103. No. 1. Art. No. 012036.
  11. Bogdanov A.A., Repman G.A., Tubol’tsev Y.V. et al. // St. Petersburg State Polytechn. Univ. J. Phys. Math. 2023. V. 16. No. 1.2. P. 410.
  12. Bogdanov A.A., Kholupenko E.E., Tuboltsev Y.V., Chichagov Y.V. // Latv. J. Phys. Tech. Sci. 2020. V. 57. No. 1-2. P. 13.
  13. Антонов А.С., Богданов А.А., Красильщиков А.М., Холупенко Е.Е. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 11. С. 1601.
  14. Холупенко Е.Е., Красильщиков А.М., Бадмаев Д.В. и др. // ЖТФ. 2020. Т. 90. № 6. С. 925; Kholupenko E.E., Krassilchtchikov A.M., Badmaev D.V. et al. // Tech. Phys. 2020. V. 65. No. 6. P. 886.
  15. Холупенко Е.Е., Бадмаев Д.В., Антонов А.С. и др. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 12. С. 1930; Kholupenko E.E., Badmaev D.V., Antonov A.S. et al. // Tech. Phys. 2022. V. 67. No. 2. P. 80.
  16. Heck D., Knapp J., Capdevielle J.N. et al. CORSIKA: a Monte Carlo code to simulate extensive air showers. Karlsruhe: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1998.
  17. Leinert C., Bowyer S., Haikala L.K. et al. // Astron. Astrophys. Suppl. 1998. V. 127. P. 1.
  18. Benn C.R., Ellison S.L. // New Astron Rev. 1998. V. 42. No. 6—8. P. 503.
  19. Mikhalev A.V., Medvedeva I.V., Beletsky A.B., Kazimirovsky E.S. // J. Atmos. Sol-Terr. Phys. 2001. V. 63. No. 9. P. 865.
  20. Mirzoyan R., Lorenz E. // Int. Rep. HEGRA collaboration. MPI-PhE/94-35, 1994.
  21. Budnev N., Astapov I., Bezyazeekov P. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2016. V. 718. No. 5. Art. No. 052006.
  22. Забудько М.А. Спецификации фильтров SL 280-390 и SL 290-590. ФОТООПТИК, 2021.
  23. https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MICROJ-SERIES-D.PDF.
  24. Alfaro R., Alvarez C., Alvarez J.D. et al. // Phys. Rev. D. 2017. V. 96. No. 12. P. 122001.
  25. Nigro C., Deil C., Zanin R. et al. // Astron. Astrophys. 2019. V. 625. Art. No. A10.
  26. Abeysekara A.U., Albert A., Alfaro R. et al. // Astrophys. J. 2019. V. 881. No. 2. P. 134.
  27. Tluczykont M., Budnev N., Astapov I. et al. // Proc. Magellan Workshop: Connecting Neutrino Physics and Astronomy, Deutsches Elektronen-Synchrotron, DESY: Magellan Workshop (Hamburg, 2016). P. 1.
  28. Knoetig M.L., Biland A., Bretz T. et al. // Proc. 33th ICRC. 2013. V. 33. P. 1132.
  29. Griffin S., VERITAS Collaboration // Proc. 34th ICRC. 2015. V. 34. P. 989.
  30. Guberman D., Cortina J., Garcia R. et al. // Proc. 34th ICRC. 2015. V. 34. P. 1237.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости профилей от длины волны: 1 — средний спектр черенковского излучения от ШАЛ, вызванного гамма-квантом с энергией 1 ТэВ, нормированный на 100% в максимуме на длине волны ≈330 нм (кривая из длинных штрихов); 2 — пример конкретной реализации спектра фона ночного неба (нормированного на 100% в максимуме на длине волны ≈557 нм), смоделированного методом Монте-Карло (кривая из коротких штрихов); 3 — эффективность детектирования фотонов SiPM OnSemi MicroFJ-60035 (сплошная кривая); 4 — коэффициент пропускания фильтра SL 290-590 (штрихпунктирная кривая); 5 — коэффициент пропускания фильтра SL 280-390 (кривая штрих с двумя точками)

Скачать (224KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости эффективных площадей от энергии первичной частицы, полученные методом Монте-Карло, показаны символами, соответствующие аппроксимации — кривыми. Квадраты и сплошная кривая соответствуют результатам для гамма-квантов при использовании фильтра SL 290-590. Ромбы и штриховая кривая соответствуют результатам для протонов КЛ при использовании фильтра SL 290-590. Треугольники, направленные вверх, и штрихпунктирная кривая соответствуют результатам для гамма-квантов при использовании фильтра SL 280-390. Треугольники, направленные вниз, и пунктирная кривая соответствуют результатам для протонов КЛ при использовании фильтра SL 280-390

Скачать (154KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024