高エネルギーガンマ線実験望遠鏡

高エネルギーガンマ線実験望遠鏡( EGRET ) は、NASA のコンプトンガンマ線観測衛星に搭載された 4 つの機器のうちの 1 つです。低エネルギーのガンマ線は地球の表面では正確に検出できないため、EGRET は宇宙でガンマ線を検出するために構築されました。EGRET は、30 MeV から 30 GeV のエネルギーレベルにわたるガンマ線を検出し、データを収集する目的で作成されました。

この任務を遂行するため、EGRET にはスパーク チャンバー、カロリメータ、プラスチックシンチレータアンチコインシデンス ドームが装備されていました。スパーク チャンバーは、ガンマ線が望遠鏡に入ると、電子陽電子対生成と呼ばれるプロセスを誘発するために使用されました。その後、望遠鏡のカロリメータを使用して、電子または陽電子からのデータを記録しました。データを歪める可能性のある他のエネルギー線を排除するため、科学者は望遠鏡をプラスチック シンチレータ アンチコインシデンス ドームで覆いました。ドームは望遠鏡のシールドとして機能し、不要なエネルギー線を遮断しました。

望遠鏡は、特定の角度で望遠鏡に入るガンマ線のみを記録するように調整されていました。これらのガンマ線が望遠鏡に入ると、ガンマ線は望遠鏡のスパーク室を通過し、電子と陽電子の生成を開始します。次に、熱量計が電子または陽電子を検出し、エネルギー レベルなどのデータを記録します。

EGRET の発見により、科学者たちは宇宙のエネルギー波に関する長年の理論の多くを裏付けました。科学者たちはまた、4 つのパルサーを分類し、特徴付けることができました。科学者たちは EGRET の結果を使ってガンマ線の全天を地図化することができたほか、地球の月と太陽に関する興味深い事実も発見しました。

EGRET はフェルミ ガンマ線宇宙望遠鏡LATの前身です。

EGRET の基本設計は、特殊な金属で満たされたチャンバー、チャンバーの底にあるガンマ線を捕らえて記録するセンサー、そして最後に装置全体を覆う保護カバーです。チャンバーはガンマ線を操作して記録できるようにします。センサーはガンマ線の特性を捕らえて記録します。最後に、反同時計数により不要な粒子を識別します。^[1]

30 MeV から 30 GeV の範囲の個々のガンマ線を検出する目的で、EGRET にはプラスチック製のシンチレーター反同時計数ドーム、スパークチャンバー、およびカロリメーターが装備されていました。望遠鏡の外側から始めて、科学者たちは EGRET をプラスチック製のシンチレーター反同時計数ドームで覆いました。ドームはシールドとして機能し、望遠鏡に不要なエネルギー波が入り込むのを防ぎ、データを歪めます。記録可能で使用可能なデータを実際に作成するために、科学者たちは電子陽電子対生成と呼ばれるプロセスを使用しました。これは、原子核または亜原子粒子の近くで電子と陽電子を同時に生成するものです。このプロセスを誘導するために、科学者たちは望遠鏡内に多層薄板スパークチャンバーを組み立てました。スパークチャンバーは基本的に、金属のプレートとヘリウムやネオンなどのガスが多数入ったチャンバーです。最後に、ガンマ線に関する電子または陽電子のデータを記録するために、科学者は EGRET のベースにタリウム活性化ヨウ化ナトリウム (NaI(Tl)) カロリメータを装備しました。カロリメータは、EGRET が検出したガンマ線のスペクトルを捕捉しました。

NASA の科学者は特定の種類のガンマ線のみを処理して記録したかったので、不要な情報をフィルタリングするための多くのチェック システムを EGRET に組み込んだ。EGRET の最も基本的なフィルターは、特定の角度から望遠鏡に入るガンマ線のみをスパーク チャンバーに入れるというものだった。ガンマ線がスパーク チャンバーを通過すると、スパーク チャンバー内の金属板の 1 つに衝突する。ガンマ線が金属板に接触すると、電子陽電子対生成プロセスが開始され、電子と陽電子が生成される。電子と陽電子の両方が生成されると、これらの粒子の 1 つが望遠鏡全体を下方に移動し続け、反同時シンチレーターからの信号が発射されなかった場合、その粒子が画像化され、そのエネルギー レベルが記録される。各ガンマ線はこれらのチェック システムをすべて通過する必要があるため、EGRET の結果は他の CGRO 機器の中で最も価値があるとされている。^{[2] [3]}

EGRET の活動期間中 (1991 年から 2000 年)、収集および記録されたガンマ線はすべて 1 つずつでした。EGRET に入射した個々のガンマ線から、科学者は「高エネルギー ガンマ線の全天空」の詳細な地図を作成することができました。その発見と宇宙のマッピングから、科学者はガンマ線とその起源に関する長年の多くの理論を再確認することができました。NASAの科学者はまた、パルサー (電磁放射線のビームを放射する回転する中性子星) がガンマ線の最良の発生源であることを発見しました。科学者はまた、4 つのパルサーを検出し、その特性を特徴付けることができました。EGRET の結果は、地球の月がほとんどの時間、太陽よりも特に明るいことも科学者に示しました。EGRET は、科学者に宇宙に関する新しい理解につながる情報を提供しました。^{[4] [5]}

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