Световой фон океана
Информация о конкретно зарегистрированной космической частице( энергия и направление прилета) восстанавливается из первичных данных, зарегистрированных фотоэлектронными умножителями( амплитуда сигнала, время пролета между ФЭУ и совпадение по времени событий для ФЭУ, расположенных рядом). Качественная регистрация этих данных зависит от светового фона океана на глубинах размещения нейтринных телескопов и от геометрии установки( схемы расположения ФЭУ).
Основные исследовательские работы, положившие начало данному технологическому направлению глубоководного детектирования космических лучей, были выполнены в конце 80‐х годов учеными Тихоокеанского океанологического института ДВО АН СССР и Московского инженерно-физического института [ 1 ].
Для изучения светового фона океана и отработки метода регистрации высокоэнергетических мюонов были разработаны оригинальные приборы.
Основной объем экспериментальных данных по световому фону океана был получен с использованием кассетного измерительного модуля( КАСМ)( рис. 10). Восемь измерительных капсул с иллюминаторами из оргстекла крепились к несущей раме при помощи специальных валов, позволяющих дискретно регулировать угол наклона каждой кассеты. В середине несущей рамы расположена центральная капсула, куда помещены блок питания и основная электронная часть погружаемого устройства – система сбора и передачи данных с жестким алгоритмом функционирования. На одном из торцов центральной капсулы закреплены гидрологические датчики: глубины погружения прибора, температуры и удельной электропроводности морской воды. Конструкция позволяла легко изменять телесный угол обзора фотоумножителей – направлять их в определенную сторону или обеспечивать геометрию, близкую к 4π.
Второй прибор – погружной мюонный детектор( рис. 11) состоял из шести титановых капсул с фотоумножителями ФЭУ‐49 Б и блоком электроники, расположенным в нижней части детектора. Фотоумножители были защищены пластиковыми иллюминаторами толщиной 10 см; детектор позволял проводить измерения до глубины 6 км.
Как показано в монографии [ 1 ], световой фон океана на больших глубинах действительно, в основном, определяется черенковским излучением от распада радиоактивных изотопов, содержащихся в морской воде, и биолюминесценцией. Фотоумножители погружных устройств на всех глубинах в различных районах Мирового океана регистрируют сильные засветки, изменяющиеся по интенсивности на несколько порядков. Спорадически возникающие световые вспышки, обусловленные биолюминесценцией, накладываются на достаточно низкий
Рис. 10. Кассетный измерительный модуль КАСМ
Рис. 11. Глубоководный мюонный детектор
No. 2( 5) / 2014, Морские информационно-управляющие системы 19