Ожидаемые характеристики черенковского телескопа TAIGA-IACT при использовании детекторов SiPM

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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