FAMOUS

  Urheberrecht: © Tim Niggemann

Eine Methode zum Nachweis Ultra-Hochenergetischer Kosmischer Strahlung (UHECRs) besteht in der Detektion von Fluoreszenzlicht, das durch die Wechselwirkung von ausgedehnten Luftschauern (EAS) mit der Atmosphäre entsteht.

Die First Auger Multi-pixel-photon-counter-camera for the Observation of Ultra-high-energy-cosmic-ray air Showers (FAMOUS) ist ein kleines Floureszenz-Teleskop, ausgestattet mit hoch sensitiven Silizium Photomultipliern (SIPMs). Im Gegensatz zu klassischen Photomultiplier-Röhren haben SIPMs eine höhere Detektions-Effizienz. Darüber hinaus ist es durch die größere Sensitivität möglich, weit entfernte und niederenergetische Luftschauer zu detektieren, was zu einem besseren Verständnis der Ausbreitung von Luftschauern und der chemischen Zusammensetzung von UHECRs beitragen wird.

 

Die lichtbrechende Optik des Prototyps des FAMOUS Teleskops besteht aus einer großen Fresnel Linse mit einem Durchmesser von 510 mm, welche identisch mit der Brennweite ist. Um einen Bereich von 1.5° x 1.5° auf einem Pixel abbilden zu können, ist jeder Pixel aus einem Winston cone zusammengesetzt, beispielsweise aus einem Lichtkonzentrator und einem Hamamatsu S10985-100C, einer Anordnung aus 3x3 mm² SiPMs. Der Winston cone hat einen Eintrittsradius von 6.7 mm. Die Brennebene von FAMOUS besteht aus insgesamt 64 hexagonal angeordneten Pixeln.

Eine detaillierte Detektor Simulation hat gezeigt, dass es mit dem aktuellen Design von FAMOUS sogar möglich ist, ausgedehnte Luftschauer in urbanen und damit hellen Regionen detektieren zu können. Beachtet man die geringen Abmessungen des Teleskops, die gleichzeitig moderate Sensitivität aktueller SIPMs, den abgedeckten Energiebereich sowie die räumliche Reichweite, so ist FAMOUS ein vielversprechender Detektor.

 

Kollaboration

RWTH Aachen:

• SiPM Charakteristik Studien
• SiPM Simulationen
• Winston cones
• Raytracing Simulationen mit Geant4

Laboratory of Instrumentation and Experimental Particles Physics​ (LIP):

• SiPM Charakteristik Studien
• Auslese Elektronik
• Brennebenenkühlung
• Winston cones

University of Granada:

• SiPM Charakteristik Studien