Nikhef en de Radboud Universiteit Nijmegen hebben de 180ste en laatste Nederlandse scintillating surface detector afgeleverd voor transport naar het Pierre Auger Observatorium in Argentinië. Met de detectoren hopen de onderzoekers te ontrafelen van waar uit het heelal ultra-hoog-energetische kosmische deeltjes komen en hoe ze ontstaan.
Nederlandse fysici en astrofysici zijn sinds 2005 betrokken bij het onderzoek van het Pierre Auger Observatorium. Er valt gemiddeld slechts één ultra-hoog-energetisch deeltje per vierkante kilometer per jaar op de aardse atmosfeer. Toch is het mogelijk zulke zeldzame deeltjes te detecteren. Dat komt doordat ze interacties aangaan met moleculen in de atmosfeer. Daarbij worden lawines van miljarden elementaire deeltjes geproduceerd. Die deeltjes, vooral muonen en elektronen, worden opgevangen door het Pierre Auger Observatorium. Het observatorium bestaat uit 1600 tanks, elk met 12 ton water, die in het westen van Argentinië verspreid staan over een oppervlak van 3000 vierkante kilometer, een gebied zo groot als de provincie Zuid-Holland.
De onderzoekers meten heel nauwkeurig de eigenschappen van de deeltjeslawine. Zo kunnen ze bepalen waar de kosmische straling vandaan komt en welke energie deze heeft. Ook proberen ze te achterhalen wat de massa van de oorspronkelijke kosmische straling is: is het zo licht als waterstof, zo zwaar als ijzer, of iets ertussenin?
Nieuwe detectorschil
De nieuwe scintillating surface detectoren vormen de tweede detectielaag van het Pierre Auger Observatorium. Samen met de eerste laag, de al bestaande Cherenkov-detectoren, kunnen onderzoekers nu elektronen gaan onderscheiden van muonen. Deze informatie is cruciaal om de herkomst in het heelal van deze deeltjes te kunnen achterhalen. Ook is het van belang om erachter te komen wat er precies gebeurt bij de ultrahoog-energetische botsingen van deze deeltjes in de atmosfeer.
Nederlands ontwerp
Nikhef en de IMPAPP-groep (Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics) van de Radboud Universiteit hebben de scintillating surface detectoren ontworpen. Ook wordt vijftien procent van de detectoren in Nederland gemaakt. Andere productieplaatsen zijn Aken en Karlsruhe in Duitsland, Grenoble in Frankrijk, Krakow in Polen en Lecce in Italië. Er zijn er al 500 van de 1500 geïnstalleerd.
Verscheept
De laatste lading Nederlandse detectoren wordt binnenkort verscheept naar Argentinië. De detectoren komen daar begin december aan. Bij dezelfde scheepslading zit ook de laatste lading met speciale frames om de detectoren te bevestigen op de bestaande Cherenkov-detectoren. Deze frames zijn ontworpen door de Radboud Universiteit en gebouwd door de Nederlandse industrie.
Nóg een update op stapel
De update met de scintillating surface detectoren, de tweede detectorlaag, is niet de enige update van het Pierre Auger Observatorium. Er wordt ook hard gewerkt aan een derde detectorlaag met radiodetectoren. 1661 radioantennes moeten de elektromagnetische pulsen van de inslagen registreren en kunnen de deeltjesdouches op een alternatieve, onafhankelijke manier bestuderen.
