Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Popisy projektů, stavební postupy, konstrukce zařízení, návrh antén, přijímačů, recenze, testy.
Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #1 od Mesuge » 18. 12. 2007, 23:49



Ultra High Energy Cosmic Ray (UHECR) showers

V priprave je predstaveni i pro amatery nove pristupneho tematu, ktere je predvojem nejnovejsiho badani  v astrofyzice a to detekce "sprsek" silne energetickych castic puvodem exo galaktickych protonu (cervena bodka na animaci), ktere po narazu do atmosfery daji vzniknout pionum a ty stabilnejsim muonumu (200x tezky pseudo-elektron) jez lze sledovat na zemi/podzemi (modra bodka). Tento oblak sprsice muze mit 15km na delku a 50m v prumeru a lze ho pozorvat krome prime detekce castic i na nejruznejsich vlnovych delkach. Udajne je zdrojem 1/3 veske atmosfericke ionizace na planete, tedy velkych vliv na pocasi a vubec vznik zivota atd..

Prvnim krokem pro nas je detekce, druhym pokrocilejsim stupnem pak moznost lokalizaci zdroje na obloze, lze pouzit mensi pole detekoru viz anim .gif, obdoba "stereoastronomie", triangulace, interferometrie apod. V zasade odhad sirky paprsku cele sprsky nam prozradi silu a casovy rozdil na detektorech pak smer zdroje. Udaje pak porovnat s daty probihajicich programu na velkych zarizeni, ci starsich studii na toto tema..

Tyto primarni (proton) a sekundarni (muon) skupiny castic kosmickeho zareni maji energie popsanu jako eV - elektron voltu (1eV=foton):

1012 eV = 1 TeV
1020 eV = 100 EeV

Cili to uz jsou takove psycho energie urychlujici tyto castice az z konce-zacatku vesmiru, ze mnohda k nam zavitali temer primou trajektorii a "nikde se po ceste vyrazne nezakecali" jak se casto deje se zarenim ci casticemi zpomalenych-odklonenych-zastavenych mezigalakticke/galakticke hmote apod..

Vysvetleni porovnani techto velicin:
http://www.ast.leeds.ac.uk/haverah/ev.shtml


Nacrtek - prehled pouzivanych metod..
http://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/CosmicRay/Showers.html

Jen prozradime, ze nejde nutne jen o postup optickeho "C(h)erenkova" (pro amatery moc drahe, nutne perfektni pocasi Arizona/Kanary), alebrzto aplikace modernich posutpu na overeny/levny modul ve variaci Geigerova clanku plus elektronika a cpu. Cili to chodi spolehlive 24h i v nasich podminkach. Samozrejme v praxi by se samplovalo je po usecich nikoliv kontinualne 24hrs.. Jiz brzy ve spolupraci s Prof. Chocholouskem..

Rudy
Příspěvky: 477
Registrován: 03. 10. 2004, 13:29

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #2 od Rudy » 19. 12. 2007, 03:35

Dlho si tu nebol, Mesuge! Potešil som sa a potešilo ma aj množstvo informácii, ktorými si nás za pár dni zasypal. ;). Už teraz sa teším na spoluprácu s Prof. Chocholouškem :D.
Rudy BASE ( Bojnice Amateur Space Ear ) "To invent, you need a good imagination and a pile of junk" - Thomas Alva Edison

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #3 od Mesuge » 19. 12. 2007, 04:47

Rudy> ano diky jsme opet tady..

Bude to trochu delsi, aby se napady nepoztracely..

Rada lidi na tuto temu natrefila pres tento lehce sileny server (!se spoustou jinych bezva napadu napr. diy laserovy meric a dataloger zemske magnetosfery, to tady mistni solarniky bude urcite zajimat!), ale web je to trosku neprehledny, prioritu maji spis ty skolni a vedecke veby, co budou odkazovany postupne..

Takze kolem tohoto webu byla mensi parta kde se diskutovalo a zkouselo nekolik let diy reseni muonoveho detektoru, zakladni design ultralevneho detektoru na bazi Geiger-Muellerova modulu funguje a byl nezavisle zopakovan, ale pro vetsi /array/ a dlouhodobe spolehlive nasazeni to bude chtit doladit (jiny material/tesneni nez cheapo plast, zadat na CNC, zjistit triky&povery od vakuaru apod.)

Nebo jit jinou, dnes standartni, ale o dost drazsi cestou "scintillator detector" pres fotozesilovac PMT (hlavni polozka!). Techto teleskopu se nedavno postavilo/stavi tolik, plus vyuziti v prum. a zdravotnictvi, ze ceny trosku spadly, ale porad je to darda cca $200 na modul, coz je na jeden "demo" pristroj vynikajici ovsem na vetsi system je to pro amatera uz limitujici..

Ale da se sice i v ramci teto metody na nekterych komponentech vyrazne usetrit, napr. Cherenkovova vodni destilovana lazen -> obyc "cinska" termoska misto drahe optiky "zpomalujici svetlo" apod. rozdil ceny nekolika faktoru za relativne stejnou kvalitu viz. Mariachiwiki test detekce pruchodu muonu na osciloskopu termoska/optika)..

-

Puvodni navrh se objevil snad v casopise Scientific American, Geiger-Mulleruv detektror-modul potrebuje nejlepe 80-90% vakum ze vzduchu nebo helium ci argon, obe se da sehnat. Pak je mozne operovat jiz na 600V-1000V, kdezto s atmosferickym vzduchem je vice ruchu (slozitejsi ionizace) a nutnost jit vys cca nad 1.5kV (nelekejte se tech hodnot da se to bezpecne osetrit primo na modulu, takze zkrze cele zarizeni vedete jen male proudy ne tahle HV viz. amici/Mariachi nebo Cockcroft-Walton voltage multiplikator ktery se pouziva misto draheho trafa).

Problem byl, ze diy reseni tedy plexisklo-desky detektoru melo celkem velke uniky plynu a i po par vylepsnich na uprave  tesneni to proste moc dlouho nevydrzi, plus se musi drzet zarizeni/moduly >0C atd.. Jinak moderni agregat z lednicek by si umel s dlouhodobem udrzovani par modulu (19x19x1cm= ~360ccm) v ne-100% vakuu poradit o to tak nejde, problem je ten unik, nespolehlivost, zasah obsluhy!

Namet pro zlepseni tedy je, ze dnesni moznosti diy CNC stroju s vysokym rozlisenim/presnosti by mohli napr. bud z toho plastu ci z alu slitiny (vyhoda cloneni pruchodu slabsich castic/ruchu) udelat peknou vice uniku vzdornou krabicku, to znamena po obvodech (kolem kompresnich sroubu) asi vyfrezovany system vodicich kanalku a protilehlou vystouplou kompresni stranou, plus specialni kanalek pro lepidlo atd. Toto chce konzultovat s machry na vakuum a CNC firmicky pri zadavani testovaciho vzorku.. Tato metoda take znamena v pripade uspechu nafrkat si tech par desitek modulu u nekoho na CNC kvalitne -> velka uspora casu, nervu, penez atd.. S tim take souvisi nejaky zpusob "z/automatizace": 1. sestaveni one hlavni vodici ctverhrane mrizky a to z mini medenych profilu a kolinek (napr. modelarina), 2. titerne pajeni one 250mikrom mrizky pro kazdy modul - zatim je predbezna idea pajet/zapekat systemem "strunovy krajec vajec" - to znamena preklopit do te formy mrizku s cca 30W na kontakt, nebo inverzne mit zahratou formu a do ni vkladat mensi formu s modulem atd..

Geiger-Muller (drift chamber) take Multiwire (Proportional) Chamber metoda:

--
http://www.cosmicrays.org/muon-detector.php
(stranka projektu nahore jsou sub odkazy na souvisejici podtemata)
http://www.captain.at
(cely web)
--

z obsahu vybirame 2x odkazy na ne/uspechy s plastem pod tlakem pro montaz detektoru:
http://www.sas.org/E-Bulletin/2002-10-04/labNotes/body.html
http://www.sas.org/E-Bulletin/2002-10-18/labNotes/body.html

Toto a dalsi veci na vic jsou v archivu i zde:
http://groups.yahoo.com/group/particledetector/
-

Puvodni clanek/navod z casopisu SA (2001):
http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa006&colID=22&articleID=0009A61C-066A-1C71-84A9809EC588EF21

---

Metoda s PMT (scintillator):

PMT (fotozesilovac) = foton dopadne na fotokatodu kde vystrnadi jeden elektron, dale jde el. do dynody, coz je kaskada postupnych zesilovacich clenu (multiplikator) elektronu o sile 107 proto to take nakonec zere ty HV..

schematko:
http://www.shef.ac.uk/physics/teaching/phy311/scintillator.html

-SLAC muon detektor strucne a nazorne vysvetlene principy PMT, plus onlinekamera/datalog archiv
http://www2.slac.stanford.edu/vvc/cosmicrays/crslac.html

-Kompletni navody na stavbu 1x detektoru, pouzito na rade skolach po celem svete, rada dilcich zlepsovaku, jsou toho kvanta viz. odkazy uvnitr:
http://www.lbl.gov/abc/cosmic/
http://www.lbl.gov/abc/cosmic/more/more.html

-!! Svedska SEASA:
(predevsim reseni napajeni na jednotlivem PMT,
take distrubovana sit)
http://www.particle.kth.se/SEASA/

-!!! Mariachi - take detailne vse popsane, !napajeni, plus Cherenkov termoska s PMT:
(velice zajimave jine projekty v sekci experimenty, jako kondenazcni komora, diy osciloskop, diy gausmeter, radar-interferometrie atd.)
http://www-mariachi.physics.sunysb.edu/wiki/index.php/Main_Page

--
C(h)erenkov Thermo bottle:

V kostce jeho pozorovani spociva v objeveni podobneho efektu jako sonicky tresk pri prekonani rychlosti zvuku, ale zde se jedna o tresk (radiaci) ke ktere dochazi pri ceste blizkou rychlosti svetla na hranici pruchodu jinym mediem (napr. voda), kdy dojde k relativne vyssi rychlosti svetla z pohledu castic onoho media vuci zahranicni castici. Produkt tohoto tresku-jevu se sleduje dalekohledy s PMT v ohnisku (velice nachylne na vynikajici pocasi) anebo nepretrzite na zemi ci podzemi v uzavrene kadi, Super Kamiokande v japonii, kanadsky SNO apod..

Super-K pouziva tisice obrovskych 20" PMT lamp!
Prvni zabery po upgradu, test rozliseni na muonech:
http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/whatsnew/new_060711-e.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Super-Kamiokande

Nyni uz ale k termoskam:
1-http://www-mariachi.physics.sunysb.edu/wiki/index.php/Thermos_Bottle
2-http://www.phy.bnl.gov/~takai/MariachiWeb/bottle.html
3-http://www.physik.uni-mainz.de/lehramt/lehramt/Vortr%8Age/projekte.html
(Nende?)
4-http://physik-begreifen-zeuthen.desy.de/offers/cosmic_radiation/students_experiments/kamiokannen/index_eng.html

!Kamiokanne - zde objevena tajna mistnost na vice tech. detailu, vcetne fota zarizeni, LabView mereni, videa provozu, tato stranka byla skryta v angl. verzi..
http://www.physik.uni-mainz.de/lehramt/kanne/

!5-Cerenkov-Mesuge-Chocholousek Knedlik Methode (CMCKM)



=> misto termosky flasky se pouzije termoska-hrnec ci termo-misa na knedliky, ma to mnohem vetsi plochu (take vhodnejsi na montaz do paru/tripletu pod sebe), protoze amici, japonci ci nemci neji tolik knedliky, holt na to jeste neprisli..

!Medium - komora se pak napusti pokud mozno co nejcistejsi vodou, pro zacatek staci destilka, pro vyssi stupen purifikac vody viz. ten supermega neutrino detektor v japonsku, ci ucebnice chemie atd.. Napr. se hovori o double/triple-destilce cili postupne na dvakrat ci vicekrat kondenzovane vodni pary.. Nebo se pouziva deionizace v ruznych laboratornich zarizenich, stupne kvality vody type I-III. Ultrapurifikovana voda muze mit odpor az 18,2 MOhm/cm a vodivost 0,055 mikrosiemens/cm. Vzhledem ke "kvalite" pouzitych materialu termo-knedlika a dostupnosti/cene bude zrejme upne stacit dvojdestilka, a pak to obcas testovat na ionizaci, mineralizaci zpusobenou degradaci nadoby
a vstupem vzduchu. Jinak hledat jako "EC meter" jsou v kombinaci s pH metry..
http://test.wikipedia.org/wiki/Water
Prepocty jednotek, mereni konduktivity, kalibrace, (podobny sortiment delaji i obchody s hydroponie):
http://www.aquar.cz/vodivost.html

Na foto je 2L "pristroj" ze slovenskeho webu,
povsimnete si chybejiciho parabol clanku na vyku, takze ten ne!
http://www.kinekus.sk/commodities/detail/8261211T

Mam pokrocilejsi knedikovou technologii made in india, zn. "Jiger", rozmery: 18cm prumer termo vnitrku, na vysku komora cca 11cm, 25cm sirsi zakladna vnejsi prumer, sroubovaci vyko ma termo parabolu. Po strane je vetsim pismem jeste zn. "Oasis". Zkuste si zjistit kolik tisic by stal stejny objem v metode scintillatorske optiky, hah..

Vyber typu PTM? - "Berkley" typ s postranim vstupem, by sel namontovat horizontalne cili znacna uspora mista v duo/triplet usporadani termo-knedliku a tudiz vyssi presnost. Na druhe strane PMT s celnim vstupem ala svedove by mel vetsi zaber. Bylo by na "Berkley" nutne jit jeste pres kousek optiky?

Tj. trochu podobne reseni ala tento "Gamma scint" z plechovky, zajimave pouziti BNC na rozvod HV..
http://cdtsys.com/PaintCanScint.html
Podobne se s tim daji uspesne chytat dinosauri (kosti):
http://www.cnn.com/TECH/9706/12/t_t/fossil.finder/

Prehled PMT (ale i NIM, HV, ADC, scintplastu) co je vlastne k mani, plus nastavce atd.
http://www.oetech.com/pmt9_12.html
http://www.oetech.com/

!"Berkley scint" manual vcetne osazeni tistaku:
http://www.lbl.gov/abc/cosmic/documentation/CosmicDetector2-0.pdf

--

-Obchod kde se objevuje obcas optika, PMT, Geiger trubice/meraky apod. za slusne ceny (vyprodej ze starsich projektu) nebo normalni ebay.neco:
http://stores.ebay.ie/geoelectronics

----
CERN vzdelavaci experimenty/navody pro verejnost v obou metodach:
http://teachers.web.cern.ch/teachers/archiv/HST2000/teaching/expt/sascha/sascha.htm#fbt

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #4 od Mesuge » 19. 12. 2007, 06:31

Zasadni odkazy:

- Akeno Giant Air Shower Array (AGASA) v japonsku sledoval nejzruznejsi castice, vice technologii, zajimave prace i o muonech v archivu, foto
http://www-akeno.icrr.u-tokyo.ac.jp/AGASA/

(vice podobnych probehnuvsich projektu)
http://www-ik.fzk.de/piccolo/link.html

> Atlas LHC (proton-proton collider)
----------------------------------------
*trigger/tracking rutina/knihovna - sice pro specialni cip, ale sloby ocesat (jako mnohe jine funkce Atlasu) pro Geiger podle potreby..
http://wpos6.physik.uni-wuppertal.de:8080/atlas/tracking.html
(z odkazu predeslych Hegra-Atlas)

*!!!! kompletni dokumentace k celemu
Detector Control System (DCS) z Atlasu, vcetne
frontendu postavenem na atmelu: CAN bus,
digi I/O, 16bit 64ADC..
http://wpos6.physik.uni-wuppertal.de:8080/atlas/dcs/index.english.html
http://atlasinfo.cern.ch/ATLAS/GROUPS/DAQTRIG/DCS/ELMB/elmb.html
>


- Nemecky KASCADE, Piccolo a dalsi
(hlavni stranka tohoto kalorimetru prevazne hadronu, muony separe)
http://www-ik.fzk.de/KASCADE/


http://www-ik.fzk.de/piccolo/richt.html
http://www-ik.fzk.de/piccolo/piccolo.html
http://www-ik.fzk.de/piccolo/


--
Online Gamma Ray Catalog (tech nejsilnejsich):
http://tevcat.uchicago.edu/
--

MAGIC - *trigger event odkaz - workflow - (navod!)
(Cherenkov - PMT - zrcadla)
http://wwwmagic.mppmu.mpg.de/gallery/pictures/

MUX-FADC clanky a dalsi:
http://wwwmagic.mppmu.mpg.de/publications/conferences/index.html
http://wwwmagic.mppmu.mpg.de/publications/conferences/icrc05/bartko_fadc.pdf

--
Veritas - teoreticky uvod pekne zpracovan
(Cherenkov - PMT - zrcadla)
http://veritas.adlerplanetarium.org/science/

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #5 od Mesuge » 19. 12. 2007, 14:41

Sok, huh, tak nekolik zakladnich "scintillatoru" 3x PMT u nas uz funguje na nekolika skolach a to od roku 2004 a tady o tom ani slovo, sit se jmenuje:

"CZELTA" (CZEch Large-area Time coincidence Array)
http://www-old.utef.cvut.cz/en/research/czelta.html
http://www.cvut.cz/zajemci-o-studium/jak-to-vidi-studenti/a-zved/alias.2007-07-17.7501594369

a je soucasti mezinarodni/severoamericke "ALTA":
http://csr.phys.ualberta.ca/~alta/home.htm

!Triangulace:
http://csr.phys.ualberta.ca/~alta/Downloads/triangulation.pdf

!Vliv chyby v casovani (GPS) na odchylku 2°.
Triangulace mozna jen od vzdalenosti stanic 1km?
http://www.particle.kth.se/SEASA/project.pdf

--

Rusky e-bchod s pravym Geigrem a trubicema za velice slusne ceny, pozor jednotlive modely se lisi ve rozliseni alfa, beta, gamma, viz. popisek nebo jim napsat. Je mozne, ze to vubec nepujde, pripadne chytne jen slabsi muony..
(Pri vetsim odberu primo ve fabrice.ru na array by mohli dat slevu, display, krabice, pripadne obvod nebudou potreba, to uz je asi lepsi vyhmatnout
primo vyrobce GM trubek/detektoru)

Jsou treba min. 2trubice/pristroje na demontaz, takze na podobny system tri stanic pro triangulaci zdroje jich je potreba 6x kvuliva zapojeni do spolecneho souctoveho modu. Dale ostemplovani DCF ci GPS casem atd.. (teoreticky je to mozna jen po jedne, ale pochybuji, ze by to nekdo spolehlive zkalibroval v tehle citlivostni kategorii)..

http://stores.ebay.com/Annakozub-Russian-Collectibles_DOSIMETER-Geiger-Counter_W0QQcolZ4QQdirZQ2d1QQfsubZ18QQftidZ2QQtZkm

Dalsi problemek, muze byt, ze k tem sukym GM detektorum nejsou poradne datasheety pouze voltaz, kdezto k Raytheonu CK1049 to bude trosku lepsi situace.. Na druhe strane "plateau" pujde nastavit po poslechu/osciloskopu, a voltaz tam
rusove napsanou maji.. :P
http://users.chariot.net.au/~stefanm/htmfiles/geiger.html

Takze to je otazka na co to clovek chce pouzivat,
zakladni detekci/pripadne triangulaci. Nebo si poridit
pole/array s urcitym rozlisenim "pixelu" a zkoumat sprsku opravdu do detailu - porovnavat s modelem z CORSIKA atd..

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #6 od Mesuge » 19. 12. 2007, 22:38

Jeste k moznosti diy vakuuove GM verze:

Hydrostatika:
http://www.sweb.cz/radek.jandora/f05.htm#atm

Solenoidove ventily:
http://www.fluidbohemia.cz/index.php?desktop=clanky&id=36

Vakuove plast krabice (na revers jak maji tu umelou hnotu opracovanou, primo instalace do nich asi ne):
http://www.vacubox.info/

--

Nejak me to neda spat, proc to v diy podminkach
nikdo nema a tu zdratovanou ionizacni "drift" komoru dlouhodobe nepouziva, je to tim ze
jim ty drahe PTM foto vzdy uz nekdo zagrantuje, takze proc se starat?! Pricemz toto je uplne ta puvodni vychytavka, ktera rozhejbala CERN a cely tento novy smer vyzkumu, pouzivalo se to desitky
let..

Takze znova na zacatek, vyhrabat starsi prace...

- "Multi-wire drift chambers in high energy particle detectors":
http://students.ou.edu/R/Priyanka.Rupasinghe.Arachchige-1/multi-wire%20drift%20chamber.pdf

- "Limits on Drift Chamber Resolution":
http://lhcb-doc.web.cern.ch/lhcb-doc/presentations/conferencetalks/postscript/2002presentations/NovosibirskRiegler.ppt

- Proportional Chambers, Multiwire Proportional Chambers (MWPCs),  Drift Chambers:
http://www.shef.ac.uk/physics/teaching/phy411/gaseous.html

-> "Quenching" ze by tedy radeji ~smes 70% argonu a 30% isobutanu,
ovsem "magicky recept" je pry bud>>

a/ 70% Ar : 29.6% isobutan: 0.4% freon nebo
b/ 75% Ar + 24.5% isobutan + 0.5% freon.
c/ ... 20% CO2

Tak freona asi ne.. Ale nejaky podobny hodne elektro negativni sajrajt.

- jinak rozmery a poloha katody/anody se lisi se od puvodniho planku.
Detaily jsou uvnitr prvniho papiru, ale i dole v te ucebnici..



http://physics.web.cern.ch/Physics/ParticleDetector/BriefBook/

A z ni kapitolka "Multiwire Chamber"
http://rkb.home.cern.ch/rkb/PH14pp/node121.html#120

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #7 od Mesuge » 20. 12. 2007, 17:56

Zajimave, jak vetsinou lide maji stejne napady (viz. druhy prispevek vlakna), staci hledat. Tady ti spanele protoze casto menili design jejich detektoru, zadali si radeji vyrobu malemu robotu, ktery anody/katody dratky natahne presne po x,y a jeste to zapaji..

Jedna jedna se uz o Multiwire Proportional Chamber (MWPC), takze tam primo detekuji i x,y polohu castice na tom detektoru, ale principialne je to stejne s tim zakladnim detektorem, ktery na muona potrebujeme. Samozrejme s tim, ze pro nase potreby muze byt mnohem mensi rozliseni, presnost atd..

http://www.cells.es/oldweb/WEbgrupoCD/pastproject.htm
http://www.cells.es/oldweb/WEbgrupoCD/wiremachine2.png
http://www.cells.es/oldweb/WEbgrupoCD/maquinahilos.jpg

vysledek:
http://www.cells.es/oldweb/WEbgrupoCD/MVC-004F%2021%20Nov%202002.jpg

Jinak do budoucna (poslednich 10-15let) se ta oblast multiwire chamber spis vydava smerem pokrocile "litografie" proste ten detektor vytisknou jako obvod.. Coz ma dalsi vyhodu, diky radove vyssimu multiplikacnimu efektu z 105 na 107 (to je uroven PMT!) uz pak ani neni treba pripojovat predzesik.

?Porad tedy z praktickeho hlediska zustava otazka co je vyhodnejsi, zda se s tim takto klohnit pri priprave prototypu plus jeste udrzovat ten plyn za provozu = detektor by stejne nemohl jet 24nonstop.

Nebo jit cestou scintilatoru - PMT, vycihnout si jich par nekde ve vyprodeji-ebay. A take ted diky tomu prulomu s CMCKM - knedlik detektory to vypada opravdu nadejene..

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #8 od Mesuge » 21. 12. 2007, 02:49

http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/lib/video06/index.html

Fantasticke 20min video o Super-K, krasne animacie vsech teorii, Cerenkovo kruznice v detektoru a jeho rozliseni, stavba a zavodneni..

Pokud muzete zkuste si pustit v nejvyssi kvalite 2M, 200k nejak nejelo..

!kolem 13:45 ukazka zapouzdreni jednotlivych PMT pro podvodni pouziti - lze vyuzit v termo-knedliku.

V podstate pulsferu - bublinu (pruzor pro PMT) nasroubuji na protahly pvc dekl kde se schova telo PMT. Otazka je z jakeho materialu maji tu bublinu jestli ze scintilatorske kvality, pokud ne jaky datasheet/vlastnosti..

PS: je to japonsky, ale prumerny ctenar tohoto fora s tim nebude mit problemy  ;D

--
Takhle vypadaji detekce ruznych hlavnich kombinaci dopadu muonu (mozna jich je vice)..

a/ Muon pruchozi detektorem:

- Muon s elektromagnetickou interakci
- Muon to trefil na kraj detektoru
- dvojity zasah Muony v T (casove) Q (energeticke)variante zobrazeni
- trojity zasah Muonem

b/ Muon konci cestu prave v detektoru:

- zastaveni jednoho a tri v T/Q rezimech,
- elektrony z rozpadu:

.
.
mno taky z tech 3D (plus T, Q) cili 5D dat mohli
udelat nejaka anim videjka, no snad to tam nekde bude..

A tady je to v perspektivce:
http://www.ps.uci.edu/~tomba/sk/tscan/pictures.html

!!!Vsechny hlavni technicke parametry:
http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/index1.html

Kalibrace namety: signalu (gain) pro jednotlive PMTs ktere by jinak celkem dost driftovali podle voltaze, frontend elektronika/trigger, a jine.. Pozor nektere parametry jsou dimenzovany na jejich konkretn PMT a solarni neutrino, ale vetsinou je to vysvetlene..
http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/index1.html

--> pro nas Muon-Knedl-Array bude potreba v elektronice ovladat pro jednotlive PMT nasledujici energii mV, cas, hitsum, trigger threshold. Nejdrive se provadi kontinualne hitsum pro peakovy (nebo zajimavy) signal (napr. o sirce 200nsec, 11mV vysce), pak to jde na trigger threshold (vse vyladene podle jednotlive predchozi kalibrace a to pro sledovanou vlnovou delku projektu/run, u nich napr. 11mV x 29PMTs = 290mV). U nas pocet PMTs = pocet termoknedliku v array, v thresholdu jich bude samozrejme mene, nez plny pocet - nebudou to vzdy prime zasahy apod. Podle toho se to zapne nebo necha klidnym.. Pro dalsi diskuzi na toto tema viz. predesle odkazy na trigger rutiny v MAGICu, ty by se vyuzily pro vyssi rozliseni treba 6PMTs x3stanice a vice..
http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/ykphd/chap3-7.html
-->

"Fota":
http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/display/onldis.html

PS toto je jeste ze systemu pred lonksym upgradem

Rudy
Příspěvky: 477
Registrován: 03. 10. 2004, 13:29

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #9 od Rudy » 21. 12. 2007, 04:34

Ides moc rychlo, Mesuge. ;) Sam som uz tieto linky niekolko krat presiel a musim povedat, ze ma to tiez velmi zaujima. Ale myslim, ze ked to chces vyrobit, bolo by dobre, to roztriedit a uz na sameho zaciatku uvazovat o tom, co sa da vyrobit amatersky a co je pre profesionalov. Mam na mysli technicke moznosti a samozrejme aj financie.
V tomto pripade nieje problem elektronika ale samotny detektor. A nie jeden. Ked chces robit nejake merania potrebujes vyrobit maticu. Siet detektorov. Pole detektorov. Jednoducho, potrebujes detekovat sprchu!! :)
Rudy BASE ( Bojnice Amateur Space Ear ) "To invent, you need a good imagination and a pile of junk" - Thomas Alva Edison

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #10 od Mesuge » 21. 12. 2007, 05:01

Ahojky, jak jsem rikal zatim to je jen takovy denik-myslenkar, postupne to cistim.

Pokud to nebylo zrejme tak jen shrnu ze:

1/ Na metodu Cherenka-optika ala teleskop MAGIC proste amateri nemaji a mit nebudou finance, lidi a funguje to jen v superpocasi arizona, kanary..
To neznamena, ze ale nepouzijeme treba jejich trigger-spousteci dokumentaci, vyhodnocavani a ruzne jine napady, je kolem toho spousta literatury..
:P

2/ Cherenko reseny pres termoflasku at jiz jednoducha dvoj/triple detekce lze udelat okamzite, navody, tistak, data, zdroj levnejsich PMT vse mame!
Cena: 250Kc flaska, $20-50-100 1xPMT z druhe ruky (vek, typ), napajeci HV voltaz bastl za par set kc, nebo profi nove/starsi ~$300, frontend elektronika do $100 - nebo si to jen pichnes na osciloskop vlastni co uz mas. Pripadne "polni setup" osciloskop jako pc sw na notebooku kde pouzijes PC zvukovku pres maly vstupni diy obvodukek co umozni pripojit normalni osciloskop sondy 1:10 s velkema MOhm)..

Take lze variantu jen s jednim 1xPMT,
ale tim se dost limituji dalsi vypocty flux/angle atd.
Zatim se nenasly zdrojaky/pcb k te pokrocilejsi verzi.
(viz. par prispevku nize)

3/ Cherenko ve vetsim meritku jako treba zamysleny termo-knedl-array, vetsinu informaci, postupu nekdy i velkou cast te elektroniky atd. take mame zhruba pohromade, ale to prijde az v dalsi fazi. Na array projekty je dost dokumentace pro pouceni.

4/ Timhle to zacalo pro me - pouzit na to jak jsem diskutoval v pulce Geiger-Muller metody a drift, multiwire chamber - coz jsou v principu detektory z linearnich urychlovacu - vse tez vyborne dokumentovane a diy postavitelne lehce (pro nase vykony). Ale to se bohuzel nejspis nehodi pro tento nas zamer, tj. mit array, ktery nekam placnu a pul roku se o nej nemusim z hlediska hw starat, jen cucam data. To zrejme nepujde kvuli nutnosti za behu obnovovat vstup plynu do tech komor, jde to sice i v normalni vzdusne atmosfere, ale tam to pri 1000-2000V dost rychle tou silnou ionizaci vsechno zkoroduje. Cili pokud se nezacnou nekde na krame prodavat ty nove verze na tistaku tak to pro array nema cenu. Jako mensi subprojektik= 1-2x komurky na hrani je to ovsem zajimave ..

!PS vyhoda je ze se da jedina castice sledovat ve dvou osach, ve trech kdyz jsou ty detektory nad/vedle sebou, plus cas a energie, dale samozrejme vypocty z techto velicin. Cili vynikaji data vystup na male plose/za malo penez. Takze to zcela nezavrhuju, pokud se dozvime, ze je mozne relativne levne drzet nekolik mesicu tu 70% argonovou smes rekneme v 20x20x2cm precizne CNCovane alu/plexi utesne krabici s tim, ze "tavit" budeme uvnitr jen v kratsich intervalech a ne kontinualne 24hod, tak je to cesta vpred.. Myslim, ze to takto nemci v tom jejich jednom projektu takhle meli s tim ze do toho pridavali na miste z trochu vetsiho zasobniku ten plyn, zjistime vice..

Ale jak vidis ta #2 metoda *termoflasky brutalne zlevnuje cely proces, takze cele to stoji a pada se sehnanim PMT za levno z nejakeho vyrazenho projektu, skladovych zasob atd. Musi to byt v nasi vlnove delce na Muon ci co kdo chce merit (viz. ten uz prolinkovany kolega uchylak co meri gamma v plechovce na barvy se starym PMT z nejaky jaderky ci ceho). Na Muon mit dobrou odezvu cili aby to nebylo 30let stare a to je vice mene vse..

* na druhe strane se obavam, ze diky shitozni vyrobe tech termoflasek a jejich tvaru to muze delat pri precizni kalibraci detekovaneho mV problem, cili trosku sirsi % chybovosti, lze opet snizit v "postprodukci" viz. chytre rovnice a postupy. Ale hlavni funkce jednotliveho detektoru, tedy castice proletla ano/ne to 100% schopne je!

--

=> Nyni jdeme hlavne po #2 a #3  8)

Rudy
Příspěvky: 477
Registrován: 03. 10. 2004, 13:29

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #11 od Rudy » 21. 12. 2007, 05:52

Ma PMT nejake konkretne typove alebo katalogove oznacenie?
Rudy BASE ( Bojnice Amateur Space Ear ) "To invent, you need a good imagination and a pile of junk" - Thomas Alva Edison

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #12 od Mesuge » 21. 12. 2007, 06:00


Mesuge napsal:
..
Metoda s PMT (scintillator):
..

Prehled PMT (ale i NIM, HV, ADC, scintplastu) co je vlastne k mani, plus nastavce atd.
http://www.oetech.com/pmt9_12.html
http://www.oetech.com/

!"Berkley scint" manual vcetne osazeni tistaku:
http://www.lbl.gov/abc/cosmic/documentation/CosmicDetector2-0.pdf

..

-Obchod kde se objevuje obcas optika, PMT, Geiger trubice/meraky apod. za slusne ceny (vyprodej ze starsich projektu) nebo normalni ebay.neco:
http://stores.ebay.ie/geoelectronics



PMT se delali-ji v nejruznejscih vlnovych delkach a parametrech v podstate od doby prvnich atomovejch elektraren, ruznych detektoru v tomhle prumyslu atd.
Pro konkretni typy zkus hledat ty ktere jsou pouzite v tom Berkley (*uzky hranaty vstup), svedskem(vice otevreny ala Super-K), nebo *ceskem scintilatoru..
Nebo obecne neco co zmeri Cherenkovo svetlo pri narazu Muona do vody, teto vlnove delce podle toho ladi oni i tu privodovou scint optiku (myslim ze je to ~390nsec) a take aby to rychle proslo tim multiplikatorem/urchychlovacem v dynode ven jako signal pro mereni/sw uz v meritelnych mV, cim novejsi tim jsou v tomhle lepsi. Cili mozne je pouzit i starsi PMT, ale protoze udela jen 105 nekdy se musi mu dat predzesik (negativa: zpozdeni, ruchy) jako v normalni radioastronomii, cili pro nas je idealnich tech 107 co maji ty drahe nove PMT >$200 ze kterych tece gain rovnou do ADC na analyzu dat..

Pro Cherenkova potrebujeme PMT ze skupiny "bialkali photocatode" delaji se v ruznych rozmerech, uz podle ceny je jasny rozdil ve velikosti mezi 3" a 5"  a vice, rozdil v zesilovacim efektu zminen v odstavci vys. Nekdy se dodavaji bez podstavce/objimky (base) pozor na to. Dalsi vec je take napajeni ne kazdy je nadseny z predstavy, ze mu tece 1700V nekde po zahrade v x dratech (byt jen par wattu). Vysoke napeti (HV) rozvod se dat resit bud zbastlenim Cockcroft-Walton (CW) kaskadoveho generatoru/multiplikatoru, coz je jen par diod a kondiku pripojenych na HV piny PMT, takze pak se uz muze vest po array jen nizka voltaz. CW je mnohem levnejsi a skladnejsi nez trafo.
http://blazelabs.com/e-exp15.asp
(priklad: na konci stranky dole 75kV z takove male srandy!)

!!!---
-Jak na CW pro PMT je popsano pro Quarknet scint "padla" tady:
http://research.fit.edu/quarknet/documents_qnet_detector_reference.htm

-Tady uz je konkretni schema CW obvodu od Fermilab ke stazeni, maji tam jacky, kontrolky a stelovatelnou voltaz, ta by sla vytahnout pripadne na *centralni ovladani:
http://www-ppd.fnal.gov/EEDOffice-w/Projects/quarknet/quarknet.html

-Takto CW vypada hotove:
http://quarknet.fnal.gov/toolkits/ati/fnaldetpix.html

-pozor bude to zas dimenzovane na PMT ktere, pouzivali ~2000, takze nejake drobne upravy, napr. tam dat na tistak jeste dipswitch takze by ty piny bylo mozne prohodit pro jinou PTM lampu atd..
!!!---

*
---trosku overkill ale zajimave:
-!Tady ovladani jednotlivych PMTs/voltaze z centralniho CW, je to navod k obsluze se screenshoty k jednomu detektoru. Dost idealni na kalibraci, bezpecny servis jen casti array apod. Chceto prozkoumat vice..
http://rhic.physics.wayne.edu/emc/EMCOperation/towers_high_voltage_control.htm#ONOFF

!CW -> PTM info i se schematem:
http://dustbunny.physics.indiana.edu/~paul/cwbase/
---

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #13 od Mesuge » 21. 12. 2007, 07:39

Zatim neutridene "pele-mele"  ;D

--
!!! Fermi lab - frontend dokumentace/pcb/zdrojaky k projektu AUGER?!
http://www-ppd.fnal.gov/EEDOffice-w/Projects/Auger/auger.html

dej do googlu pro dalsi perly [obmenuj]:
"[auger software] site:fnal.gov"
--

Kdo sledoval japonske video tak vi, ze neutrina prochazeji predmety, takze se da pozorovat i Muonove neutrino co jde z druhe strany zemekoule, stredem a pak z naseho pohledu nahoru povrch leti dal. To se detekuje cca v pomeru 1:500 000 tem co priletaji ze shora. Jinak tam maji zajimave info optimalizovanych algoritmech na urceni smeru zdroje predevsim ze sirky sprsky (energie neni tak dulezita coz by se hodilo u nasich "vykonu"), smer se hodi i dale pak pri GRB atd..

!Trigger, ADC take maji:
http://icecube.lbl.gov/AVS.html

!!! "DOM" architektura - ridici modul na kazdy PMT, vice technickych a vedeckych detailu:
http://www.icecube.wisc.edu/science/publications/pdd/
http://www.icecube.wisc.edu/science
http://www.icecube.wisc.edu/index.php
tistacek od nich ale asi nebude..

--
Tohle je zas ze sveta multiwire i kdyz hodne
novatorskeho, drat je v samostatne plynove trubici..

Mensi test setup fotky(ty PMT padla jsou tam jen pro nezavislou kontrolu):
http://www-opera.desy.de/pictures.html

detector:
http://www-opera.desy.de/

Muon pretrigger electronics:
http://adweb.desy.de/~itphysik/pdf/TriggerBoardManual.pdf
http://64.233.183.104/search?q=cache:UWfPa2yxpBoJ:adweb.desy.de/
~itphysik/pdf/TriggerBoardManual.pdf
+muon+nsec&hl=cs&ct=clnk&cd=6&gl=cz

--

!SLAC - k jiz drive odkazovanemu projektu velice dulezity odkaz na vypocty flux/intenzity, pocitani Muonu pod ruznym uhlem, predikativni model, zavislost na atmosfericke vysce, animace v CORSIKa atd.

http://www2.slac.stanford.edu/vvc/cosmicrays/crdctour.html

--
Berkley PMT Scint - k teto jiz odkazovane padlo metode, aktualnejsi stranka s ukazkou jednotlivych odporu (tesne pod LCD) po te co puvodni soucastky jiz nejsou k mani (viz. aktualizovany manual tam ale neni foto), plus triky s 50ohm kabelazi, atd.
http://www.willamette.edu/cla/physics/student%20work/Album.html
--

!starsi prace 1998, ale pristupnou formou vysvetlujici celou tu problematiku detekce a vyhodnocovani NEUPLNYCH dat u podobnych muon - atmosferickych sprsek experimentu, rovnez vysvetleni ADC, trigger/treshold, kalibrace gain na nejhorsi PMT a upraveni voltaze -> jinde prolinkovane namety ze Super-K a dalsich budou aktualnejsi, ale tento zaklad je dobre cist prvni..

"Measurement of Cosmic Ray Composition using Cherenkov Radiation and Deep Underground Muons"

http://citeseer.ist.psu.edu/cache/papers/cs/16402/
http:zSzzSzwww.hep.umn.eduzSztheseszSzmualem.p
df/mualem98measurement.pdf

--
!Quarknet - byla drive kolem 2000 zakladna vsech techto skolnich experimentu, nektere odkazy uz jsou nefukcni jine vcetne plne dokumentace jsou ok, rada dobrych typu na souvisejici vypocty atd:
http://quarknet.fnal.gov/toolkits/new/crdetectors.html

Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #14 od Mesuge » 21. 12. 2007, 17:59

Zde jsou dve podobna reseneni tentokrat, ale
1x PMT scintilatoru, detekce je delana pres oscilator, pokud PMT po 1. cherenkovi nameri 2. po zname (konstatni) dobe rozpadu jeste signal produktu rozpadu muon -> postitron a antipositron tak to oznaci za zasah. Jde to ve smycce pres buffer, takze je schopen v te "vyckavaci" dobe zaznamenat i dvojrozpad/dvojzasah muonu atd..
Trosku problem vidim v tom, ze v orkuhu je primo
pripojene PC, pres paralelni port, ktere da signal k novem cyklu. Tam bude nejaka prodleva-ztrata, to neni problem nahradit cipem..

Vcetne obvodu, schematu a softwaru je to stazitelne zde (nejake detaily vsak chybi):
http://www.pp.rhul.ac.uk/muon/muons.html
http://www.pp.rhul.ac.uk/muon/
http://hepweb.rl.ac.uk/ppep/exhibit_list.htm
--

Zda se, ze tento system 1x PMT byl dale rozpracovan na jine skole (2x predzesik -> FPGA cip a lepsi sw), ovsem ty uz obvod verejne nenabizeji (prodavaji), software by mel byt ke stazeni zatim jsem ale nenasel. Maji tam ale alespon funkcni schema jak to funguje:

http://www.pha.jhu.edu/courses/2006_fall/173_308/Muon/Muon.htm
http://www.physics.smu.edu/~coan/outreach/matphys/smuon.html
http://www.physics.smu.edu/~coan/outreach/overview.html
http://www.teachspin.com/instruments/muon_physics/index.shtml
http://www.matphys.com/muon_manual.pdf
http://www.matphys.com/

Popsane to maji take v teto praci:
http://arxiv.org/PS_cache/physics/pdf/0502/0502103v1.pdf

-

/stranou: Zajimavy projektik (jeste neskonceny) na stejne fakulte, zkoumaji gyromagnetic ratio (gyromagnetický pomer) Muona, nechaji ho letet pres velice presne nakalibrovane magneticke pole a pres hall sensor pozoruji zmenu jeho "otaceni" i kdyz v kvantovem svete to je to trosku neco jineho (spis asi jako ty pulsujici bubliny hmoty v "serialu o chobotnickach")..
http://www.physics.smu.edu/~coan/undergrad/ug_rsrch/g_muon/alex_w_ura_spr07.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Gyromagnetic_ratio

Tajna komora s vice detaily o stavbe toho magnetu:

http://www.physics.smu.edu/~coan/undergrad/ug_rsrch/g_muon/
http://www.physics.smu.edu/~coan/undergrad/ug_rsrch/

To bylo zrejme inspirovano nedavnym velkym projektem "g-2",  kde se zpresnila velikost zaporneho muonu, je tam o tom i pekna videoprednaska.. O proti standartnimu modelu
to ma >2.5 st. odchylku, nez by melo byt, takze zas to posunulo vedu dal, asi nam stale chybeji nejake kosticky co nejdou detekovat..
http://www.g-2.bnl.gov/physics/index.html
http://www.g-2.bnl.gov/index.shtml

Uživatelský avatar
BlackHole
Příspěvky: 184
Registrován: 13. 11. 2006, 23:40

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #15 od BlackHole » 23. 12. 2007, 03:44

Všechno hezké, ale v našich podmínkách nevím nevím... Detekovat Čerenkovovo (ne C(h)erenkovovo) záření od jednoho mí mezonu (ne muonu) je běh na dlouhou trať... Chtělo by to poněkud větší array než jeden cibulák.
Jakékoliv GM trubice ti u nás spolehlivě přesvítí pozadí... A stavět drátovou proporcionální komoru je sice zajímavý projekt, ale bez zázemí těžko.
Jako nejschůdnější se jeví nějaký jednoduchý scintilační detektor, není to náročné na stavbu ani obsluhu a dalo by se s tím docela čarovat... Doporučuji pokračovat tímto směrem ;)


Zpět na “Praktická radioastronomie”

Kdo je online

Uživatelé prohlížející si toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 host