Observatorio de Rayos Cósmicos 'Pierre Auger'


Uit: Reisverslag Argentinië 2010, aanvullend artikel bij het portret van Pierre Auger in onze rubriek HistoRik.
 

Tijdens een uitgebreide reis door Argentinië bezocht ik op 15 januari 2010 te Malargüe het zenuwcentrum van het Observatorio de Rayos Cósmicos 'Pierre Auger'.

 

NewLogo_07_2018.jpg

                                                                        Copyright: Pierre Auger Observatory

                                                                                    https://www.auger.org/

 

Onderweg vanuit San Rafaël passeerde ik langs de RN-40 zo'n okerkleurige polyethylenen Tsjerenkov-tankdetector. Die tankdetectoren kregen hier allemaal een eigen naam - deze heette 'Clairon'.

De weg is de noordwestelijke grens van het gebied waarin 1.673 dergelijke stralingsdetectoren staan opgesteld.

Ik verbleef te Malargüe in de eerste plaats om van daaruit het spectaculaire Reserva Provincial 'La Payunia' te kunnen
bezoeken. De plaatsnaam 'Malargüe' is afgeleid van de Mapuche-woorden 'malal' ('op een heuvel gelegen omsloten veebewaarplaats') en 'hue' ('plaats').

In de late namiddag bezocht ik het Observatorio de Rayos Cósmicos 'Pierre Auger', in het noorden van de stad.
Ik zocht en vond de webcam die ik eerder thuis via Internet had bediend; deze was bevestigd aan de loods waar de
tankdetectoren worden geassembleerd, en kon gericht worden op de opslagplaats in openlucht met de vele in Brazilië
vervaardigde tanks. Tijdens mijn virtueel bezoek zag ik daar toen ook een tankwagen (met ultrazuiver water).

Naast het bezoekerscentrum staat zo'n tank die ik van nabij bekeek. In de late namiddag kon ik er een gratis voorstelling van het observatorium bijwonen.

Het idee voor een reusachtig observatorium dateert uit 1991 (Amerikaan James Watson Cronin (1931-2016), Schot Alan
Andrew Watson (1938)).

Een eerste netwerk van detectoren staat opgesteld op de Pampa Amarilla ('gele pampa', 'pampa' is Quechua voor 'vlakte' - een uitgestrekte vruchtbare grasvlakte) in de Argentijnse provincie Mendoza, een gebied ten noordoosten van Malargüe. Hier worden de watertankdetectoren geassembleerd en de waarnemingsgegevens ontvangen. Het gebouw waar de meetgegevens worden verwerkt is tevens bezoekerscentrum.

Men ontdekte reeds dat de herkomstrichtingen van de meest energetische gebeurtenissen sterk gecorreleerd zijn met de plaats van actieve extragalactische kernen (die superzware zwarte gaten bevatten, zoals Centaurus A = NGC-5128 op 13,7 miljoen lichtjaar). Via de webstek kan men de waargenomen betekenisvolle gebeurtenissen raadplegen.

In Argentinië worden twee soorten detectoren gebruikt.

In Malargüe staan ten zuiden van het centrale gebouw de assemblagehal (met een installatie voor de productie van ultrazuiver water), en een resem te assembleren kunststoftanks.

1.673 stuks staan verspreid over een gebied van ca. 3.000 vierkante km, onderling op 1,5 km. De tanks zijn gevuld met 12 ton ultrazuiver water, waarin zwakke blauwe Tsjerenkov-lichtflitsen worden gedetecteerd. De tanks zijn daartoe uitgerust met drie fotomultiplicatorbuizen, een zonnepaneel en batterijen voor de energievoorziening, draadloze communicatie voor de gegevensdoorvoer, en een GPS-ontvanger voor een nauwkeurige positie- en tijdsbepaling.

De toevloed van secundaire deeltjes bestrijkt gewoonlijk enkele tientallen detectoren. Uit de minieme verschillen in aankomstijdstip wordt de herkomstrichting bepaald.

In februari 2000 is de eerste tank geplaatst, op 13 juni 2008 de laatste.

De zandkleur is gekozen om bij de omgeving te passen.

Aan de randen van het waarnemingsgebied staan vier fluorescentiedetectoren met elk zes spiegeltelescopen, die ieder een deel van de hemel bestrijken.

Tijdens maanloze nachten wordt hiermee de zwakke hemelgloed (stikstoffluorescentie) opgevangen, opgewekt tijdens de doorgang van de kosmische straling.

Het fluorescentiedetectorcomplex Los Leones staat op een 29 m hoge vulkanische heuvel, in vogelvlucht 13 km ten
oostzuidoosten van Malargüe. De overige zijn: Coihueco, Los Morados, en Loma Amarilla.

Bij iedere fluorescentiedetector staat een LIDAR (LIght Detection And Ranging) die de aërosolen (wolken, stof, rook, vervuiling) in de atmosfeer meet.

Andere instrumenten (waaronder infrarood-wolkencamera's) meten diverse parameters die de waarnemingen beïnvloeden.

In het centrum van het gebied staan verder twee LASER-installaties waarmee eveneens aërosolen worden waargenomen, en voor de geometrische kalibratie van de detectoren worden ingezet.

Door de metingen van de watertanks te combineren met de waarnemingen van de fluorescentiedetectoren komt men meer te weten over de energie, samenstelling, en herkomst van de kosmische straling.

Op 14 november 2008 is het project ingehuldigd als samenwerkingsverband van 19 landen (waaronder Argentinië).
Het zou 20 jaar moeten lopen.

We werden naar een projectiezaal geleid waar een voordracht en multimediaprojectie volgde. In een video werd de complexe procedure voor de aanmaak van ultrazuiver water getoond. Ultrazuiver water is helder en biologisch dood, zodat daarin geen microörganismen gedijen die de metingen kunnen beïnvloeden.

In de zaal stonden enkele onderdelen van de gebruikte instrumenten, waaronder de reflecterende en biologisch inerte
kunststof Tyvek-polyethyleen waarmee de binnenkant van de 3,6 m brede en 1,2 m hoge watertanks zijn bekleed, een 23 cm Photonis XP1805/D1 lichtversterkerbuis, en een spiegelsegment voor de fluorescentiedetectoren.

Tijdens het napraten vroeg ik de spreker of ze leuke anekdotes kende die zich voordeden tijdens de plaatsing van de
cilindervormige tanks; de installateurs kregen soms het bezoek van nieuwsgierig vee dat op het terrein graasde.

 

Tekst: Herwig Ronsmans, juni 2021