LOPES (teleskop)
LOPES -projektet ( LOFAR PrototypE Station) var en kosmisk strålningsdetektoruppsättning , belägen i Karlsruhe , Tyskland, och drivs i sammanträffande med ett befintligt, välkalibrerat luftduschexperiment kallat KASCADE . 2013, efter cirka 10 års mätningar, stängdes LOPES äntligen av och demonterades.
Det finns olika sätt att observera kosmiska strålar , eller, mer exakt, de luftskurar som kosmiska strålar producerar när de kommer in i vår atmosfär . Traditionellt mäter man direkt duschprodukterna som tar sig ända upp till ytan. Dessa kan detekteras genom att till exempel använda partikelräknare. I fallet med KASCADE producerar myonerna i duschen en kort blixt av Cherenkov-ljus när de korsar en platta av scintillatormaterial. Dessa blixtar kan registreras med fotomultiplikatorer .
LOPES-projektet syftar till att demonstrera genomförbarheten av en annan teknik, där inte duschprodukterna i sig observeras, utan sekundär radiostrålning som genereras av duschen. Laddade partiklar i duschen, mestadels elektroner och positroner , avböjs något i jordens magnetfält . När dessa partiklar ändrar riktning, avger de synkrotronstrålning . Denna strålning är synlig som en ljus blixt på himlen i flera nanosekunder vid frekvenser upp till några hundra MHz. Förhoppningen är att LOPES-projektet ska bana väg för fler kosmiska strålexperiment med digitala radioteleskop, som LOFAR .
I den första fasen fram till 2003 bestod LOPES av tio dipolantenner . Denna har utökats till totalt 30 antenner från och med sommaren 2005. Dessa antenner läses ut digitalt och kopplas till en central dator. Här korreleras data från antennerna av mjukvara, så att antennerna tillsammans i huvudsak bildar en fasad array . Programvaran kan rikta arrayen genom att bilda en virtuell stråle och kan även adaptivt undertrycka störningar från andra källor, såsom radio- och TV-stationer.
Testarrayen sattes först upp vid MPIfR i Bonn för att kontrollera hårdvaran och utveckla mjukvaran. Efteråt har den installerats vid KASCADE-experimentet i Karlsruhe. Detta är ett löpande och välkalibrerat luftduschexperiment som ger LOPES en lämplig trigger och rekonstruerade duschparametrar. Dessa parametrar kommer att fungera som utgångspunkt för LOPES och har använts för att kalibrera dess resultat.
I en andra fas med start 2006 har 15 antenner roterats 90° för att mäta polariseringen av radiosignalen som sänds ut av luftskurar. Dessa ansträngningar har intensifierats i den tredje och sista fasen av LOPES från och med 2010, då 10 nya antennstationer installerades som gör det möjligt att mäta den fullständiga polariseringen vid varje station. Efter att ha lett till många vetenskapliga resultat publicerade i olika tidskrifter har LOPES äntligen stängts av 2013.
LOPES är ett samarbete mellan ASTRON (Netherlands Foundation for Research in Astronomy, Dwingeloo , Nederländerna), Max-Planck-Institut für Radioastronomie (Bonn, Tyskland), Radboud University (Nijmegen, Nederländerna), Institutet för databehandling och elektronik (IPE) och Institut für Kernphysik (IKP), båda vid Karlsruhe Institute of Technology (Karlsruhe, Tyskland), och samarbetet KASCADE-Grande. KASCADE-Grande-samarbetet består av grupper från Tyskland, Polen, Rumänien och Italien.
- Falcke et al. 2005, Nature, 19 maj nummer, "Detektering och lokalisering av atmosfäriska radioblixtar från kosmiska strålar luft duschar"; förtryck astro-ph/0505383
- H. Falcke, P. Gorham, RJ Protheroe, New Astron. Rev. 48 (2004) 1487–1510, "Utsikter för radiodetektering av kosmiska strålar och neutriner med ultrahög energi"; förtryck: astro-ph/0409229