YO ACTUO - IACT
IACT significa Telescopio o Técnica Cherenkov de Imágenes Atmosféricas (o Aéreas ) . Es un dispositivo o método para detectar fotones de rayos gamma de muy alta energía en el rango de energía de fotones de 50 GeV a 50 TeV .
Hay cuatro sistemas IACT operativos: Sistema estereoscópico de alta energía (HESS), Telescopios Cherenkov de imágenes gamma atmosféricas principales (MAGIC), Primer telescopio Cherenkov G-APD (FACT) y Sistema de matriz de telescopios de imágenes de radiación muy energética (VERITAS). El Gran Telescopio de Experimento Atmosférico Cerenkov (MACE) está en construcción en Hanle, Ladakh, India y se prevé que sea el IACT más alto y el segundo más grande. El Cherenkov Telescope Array (CTA) es un proyecto multinacional para construir IACTs de próxima generación y está programado para estar comenzar la recolección de datos en el año 2022.
Fondo
Debido a la rápida caída del flujo de fotones de rayos gamma de fuentes cósmicas en este régimen de energía, los detectores basados en el espacio se vuelven ineficaces debido a sus pequeñas áreas de recolección que a menudo se limitan a algunas decenas o cientos de centímetros cuadrados. En el caso del IACT, la atmósfera terrestre se utiliza como medio de detección, lo que implica un área de recolección de varios cientos de metros cuadrados. Esto permite a los instrumentos IACT detectar fotones de rayos gamma en un régimen de energía inaccesible para los instrumentos espaciales.
Técnica
El IACT funciona obteniendo imágenes del destello muy corto de radiación de Cherenkov generado por la cascada de partículas cargadas relativistas que se producen cuando un rayo gamma de muy alta energía incide en la atmósfera. Esta lluvia de partículas cargadas, conocida como lluvia de aire extensa (EAS), se inicia a una altitud de 10 a 20 km. El fotón de rayos gamma entrante experimenta una producción de pares en las proximidades del núcleo de una molécula atmosférica . El par electrón - positrón producido es de una energía extremadamente alta y se somete inmediatamente a Bremsstrahlung o "Radiación de frenado". Esta radiación producida es en sí misma extremadamente enérgica, y muchos de los fotones experimentan una mayor producción de pares. Se produce una cascada de partículas cargadas que, debido a su extrema energía, produce un destello de radiación de Cherenkov que dura entre 5 y 20 ns . El área total en el suelo iluminada por este destello corresponde a muchos cientos de metros cuadrados, por lo que el área efectiva de los telescopios IACT es tan grande.
El instrumento utilizado para detectar la radiación de Cherenkov generalmente comprende un gran espejo segmentado que refleja la luz de Cherenkov en una serie de tubos fotomultiplicadores . Los tubos están acoplados a una electrónica rápida que amplifica, digitaliza y registra el patrón o imagen de la ducha. El modo de funcionamiento más eficaz es utilizar una serie de estos telescopios, que normalmente se pueden ubicar a una distancia de 70 a 120 metros. La principal ventaja de este modo de funcionamiento es que el umbral de energía (la sensibilidad máxima) del telescopio se puede reducir a medida que se eliminan los muones locales producidos por las lluvias inducidas por rayos cósmicos . Esto se debe a que el estrecho cono de luz de Cherenkov producido por los muones locales solo será registrado por un único telescopio. La reconstrucción de la ducha y el rechazo de fondo ofrecido por una serie de telescopios proporciona un aumento de orden de magnitud en la sensibilidad y una resolución angular y de energía mejorada en comparación con un solo telescopio. Esta ventaja ha sido utilizada con gran efecto por el conjunto de telescopios HESS, que ha detectado varias fuentes nuevas de fotones de rayos gamma de muy alta energía en los últimos años.
Historia
El IACT fue iniciado por la colaboración de Whipple y condujo al descubrimiento de la emisión de TeV de la Nebulosa del Cangrejo en 1989. El telescopio Whipple de 10m también descubrió la primera fuente extragaláctica de emisión de TeV con la detección de rayos gamma de muy alta energía. emisión de la galaxia activa Markarian 421 . El conjunto de telescopios HEGRA fue el primer sistema en utilizar múltiples telescopios, una técnica conocida como estereoscopía . El sistema MAGIC en el Observatorio Roque de los Muchachos en La Palma comenzó con un telescopio de 17 m en 2004, al que se agregó un segundo telescopio de 17 m en 2009. El Primer Telescopio G-APD Cherenkov (FACT) en el Roque de los Muchachos El Observatorio entró en funcionamiento en 2011. La colaboración HESS ha añadido a su sistema en Namibia un nuevo IACT de 28 m, actualmente el telescopio IACT más grande, que ha estado operativo desde julio de 2012.