Nghiên cứu xây dựng thiết bị đo lường tia vũ trụ

Khi đi vào bầu khí quyến của Trái đất chúng va chạm với các phân tử khí và tạo thành mưa rào diện rộng các hạt cơ bán điện từ và hardron.. Với photon thì khác vì photon là hạt khô n g có

Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C GIA H À NỘI

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A HỌ C T ự N H IÊ N

ỉ£ 3« $ ỉH $ 4: ỉiỉ

TÊN Đ Ể TÀI

NGHIÊN c ứ ư XÂY DỤNG THIẾT BỊ

ĐO LƯỜNG TIA VŨ TRỤ

MÃ SỐ : QT-09-11

HÀ NỘI - 2009

1 Báo cáo tóm tắt (tiếng Việt)

a Tên đề tài, mã sô

Nghiên cứu xây dựng thiết bị đo lường tỉa vu trụ

c Các cán bộ tham gia: TS Nguyễn Mậu Chung, Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN

d Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

e Các két quả đạt được

- Sản phẩm khoa học: + 01 bài báo: “Setup HiSPARC Cosmic Ray Detector Station

in Ha Noi”, Nguyen Mau Chung, Nguyen Anh Due, Giang Kien Trung, Nguyen Thi Xuan, Communications in Phyisics To be published

+ 01 thiết bị đo lường tia vũ trụ

+ 01 luận văn thạc sỹ

f Tình hình kinh phí của đề tài

Chi phí hẽl kinh phí lạm ứns của đé tài là:

'ITiuê khoán chuyên môn

25.0()0.()00V\Đ 15.000.000VNĐ 4.500.000VNĐ2.000.000VNĐ 1.500.000VNĐ1.000.000VNĐ1.000.000VNĐ

2 Summary {by English)

a Project, code

Research and Fabricate Device measuring cosmic rays

b Main responsible person

MS Nguyen Anh Due, Faculty of Physics,

Hanoi University of Science (HUS), Hanoi National University

c Incorporated m embers

Dr Nguyen Mau Chung, Faculty of Physics, Hanoi University of Science

d Purposes and contents

- To study cosmic rays and air showers

Research and fabricate device measuring cosmic rays from separate components

M ỤC LỤC

Lời mở đ ầ u 6

1 Tia vũ trụ 7

1.1 Nguồn gốc và thành phần của tia vũ trụ sa cấp 7

1.2 Mưa rào khí quyển diện rộng 9

1.3.1 Hạt trong mưa rào diện rộng 9

1.3.2 Sự phát triển của mưa rào diện rộng 10

1.3.3 Hạt sơ cấp trong mưa r à o 11

2 Lắp đặt detector 12

2.1 Detector H ISPA RC 12

2.2 Quá trình lắp đ ặ t 15

3 Thiết bị đo lường tia vũ trụ 19

3.1 Hệ thu thập sô liệu (D A Q ) 19

3.1.1 H ộp H IS P A R C 19

3.1.2 Ảng ten GPS 20

3.2 Phương pháp đ o 20

3.2.1 Phương pháp đ o 20

3.2.2 Nguyên tắc đ o 2 1 3.3 Phần m ề m 22

3.3.1 Phần mềm HISPARC II LABVIEW 22

3.3.2 Bảng điều khiển Angten GPS 24

4 Kết q u ả 25

5 Kết luận 26

Tài liệu tham k h ả o 28

scientific project 29

Phiếu đăng ký kết quả nghiên cứu KH-CN 30

B Ả N G C H Ữ V IẾ T T Ắ T

LỜI M Ở ĐẦL'

Tia vũ trụ là tên chung của các loại hạt khác nhau đến từ các nguốn bên ngoài Trái đất như M ặt trời, thiên hà và các siêu thiên hà biến đối nãng lượng trong một giai lớn Các tia vũ trụ có nãng lượng càng cao thông lượng tia vũ trụ đến trái đát càng thấp Khi đi vào bầu khí quyến của Trái đất chúng va chạm với các phân tử khí và tạo thành mưa rào diện rộng các hạt cơ bán (điện từ và hardron) T hành phần cua tia vũ trụ

sơ cấp bao gồm proton ( - 8 6 % ) , hạt alpha (11%), các hạt nhân nặng (1%) electron

(~2 %) và neutrino (< 1%) Cường độ các tia vũ trụ sơ cấp có năng lượng cao > 10|yeV

rất thấp (một sự kiện trên l k r r r trong 1 thê ký) nén thông tin về các tia vũ trụ có năng lượng siêu cao đ ó cho đến nay vẫn rất ít

Hiện nay đã có nhiều dự án nghiên cứu tia vũ trụ có tám cỡ quốc tẽ như: Pierre Auger ở A rgentina, m ột dự án với kinh phí lớn, tập trung nhiều nhà khoa học với mục đích nghiên cứu tia vũ trụ năng lượng siêu cao Ngoài ra cũng có một số dự án tận dụng cơ sở hạ tầng cùa các trường học, viện nghiên cứu đế nghiên cứu tia vũ trụ kết hợp với m ục đích g iáo dục như: ALTA ớ Edmonton C H IC O S ớ California

M A R IA C H I

Trong khu ô n khổ hợp tác giữa nhóm vật lv nãng lượng cao G P H E cùa khoa Vât

lý và viện Hạt nhân và N ăng lượng cao N IK H E F cưa Hà Lan cụ thế là chương trình hợp tác này thuộc dự án Hisparc đây là một chương trình nghiên cứu tia vũ trụ bãng cách đo m ưa rào diện rộng thông qua các trạm sử dụng detector nhấp nháy đặt tại các trường học trẽn đất nước Hà Lan nhóm G PH E đã được phía bạn tặng thiết bị đo lường

tia vũ trụ, nhưng thiết bị được tặng chi ở dưới dạng các linh kiện rời rạc với tổng giá trị

là 5.000 €

M ục đích chính cua để tài này là tổ chức nghiên cứu tìm hiếu về các loại tia vũ trụ khi chúng đi vào k h í quyên, sự hình thành mưa rào diện rộng và xây dựng thiết bị

đo lường tia vũ trụ từ số linh kiện được phía bạn tài trợ nhằm m ục đích tăng cường thiết

bị nghiên cứu phục vụ c ò n g tác đào tạo và nghiên cứu khoa học cua nhổm G P H E cũng như cứa khoa Vật lý

N Ộ I D U N G C H ÍN H

1 TIA V Ũ T R Ụ

1.1 N guồn gốc và th àn h phần của tia vũ trụ sơ cấp.

Hầu hết các tia vũ trụ được bắt nguồn từ Mạt trời, thiên hà và các siêu thiên hà Bức xạ từ Mặt trời bao gồm proton, electron và một vài hạt nhân He với động năng là bội số của keV Bức xạ này chí đủ m ạnh đế ion hóa oxi và nitơ Ví dụ hiện tượng cực quang là kết q u ả của hiệu ứng ion hóa tầng trẽn khí quyển Các hạt tích điện đến từ mặt trời có năng lượng k h ô n g quá cao Chúng không thế bắt đầu hoặc trải qua một tương tác hạt nhân khi va c h ạm với các phân tử khí Hơn nữa, những tia nãng lượng thấp bị lệch đi nhiều bởi từ trường của Trái đất chúng chi có thê đến Trái đất tại các cực và gây ra hiện tượng cực quang Chúng ta nghiên cứu thuật ngữ “tia vũ trụ" thay cho các hạt và photon khi ch ú n g trải qua hoặc gây ra tương tác hạt nhân trong quá trình va chạm Nhìn chung, độ n g nãng của tia vũ trụ lớn hơn rất nhiều so với năng lượng nghi cứa hạt Khi khối lượng nghi của hạt nhỏ hơn một nửa khối lượng toàn phán cúa nó, ta gọi đó là hạt tương đối tính, nó có tốc độ gần bàng tốc độ ánh sáng Với photon thì khác vì photon là hạt khô n g có khối lượng nghi, nhưng chúng ta có thê nói nó là một tia vũ trụ khi năng lượng của photon đú lớn đế sinh ra hạt cơ bản khi tương tác với vật chất Các quá trình trong Mặt trời không có khả năng tạo ra hạt năng lượng cao đó Vậy nguồn gốc cúa tia vũ trụ năng lượng cao là từ bẽn ngoài hệ M ặt trời của chúng ta

Nó đặt ra cho ch ú n g ta m ột câu hỏi cơ bán về tia vũ trụ: Cơ c h ế nào có khả nãng tạo ra

các tia vũ trụ nãng lượng cao m à đôi khi chúng ta đã quan sát được và ớ đâu chúng

ta có the tìm thấy cơ chê đó?

Các tia vũ trụ nãng lượng lớn hơn 1015eV có nguồn gốc từ thiên hà và được cho là tạo ra từ các vụ nó sao Hầu hết năng lượng được giải phóng dưới dạng phát ra các neutrino bức xạ g a m m a và các hạt tích điện năng lượng cao Tốc độ nổ sao và thông lượng của các hạt nãng lượng cao được giai phóng liẽn quan mật thiết với thông lưựnq tia vũ trụ đo được trẽn trái đất Trên nâng lượng này dường như không có một cơ chế mạnh nào đú khả năng đê’ tạo ra các tia năng lượng cao như ta đã quan sát dược Kết quả la ch ú n g ta m o n g đợi mợt điểm trong phố năng lượng c ủ a tia vũ trụ trẽn 1016eV Tia vũ trụ n ãn g lượng như vậy sẽ xuất hiện ít hơn so với các tia vũ trụ có mức

năng lượng m à ta đang q u an sát Để quan sát được một sự kiện lạ ở mức năng lượng cao hơn 5 * 1 0 1 9 eV các hạt ta quan sát được không thế truyền qua một khoảng cách lớn Tại năng lượng 5 * 1 0 1 9 e V hạt bị mất nãng lượng khi chúng tương tác với phông bức xạ điện từ 2.7K lấp đầy trong vũ trụ N hững photon năng lượng thấp xuất hiện do một photon năng lượng cao đã qua dịch chuyên Doppler Giới hạn năng lượng đã biết như điểm cắt G Z K Dải năng lượng >1016eV là một phán của phổ năng lượng tia vũ trụ đang được nghiên cứu và tranh luận Phổ năng lượng tia vũ trụ được chi ra trong hình sau:

Hình l l : P h ố nâng lượng của tia v/7 trụ

Phó nãng lượng trên được tổng hợp từ kết quá của nhiều thí nghiệm được tiên hành irong suốt nửa sau của th ế kỷ 20 T heo đó các hạt co nãng lượng trong giải lOGeV đến l 0 6 G e V thông lượng giảm theo hàm mũ của năng lượng (E-2.7) Với các tia vũ trụ có năng lượng lớn hơn l0 6 G e V thông lượng rất thấp chi khoảng lhạt trẽn

lm 2 trong l năm và ti lệ với E-3.1 N ăng lượng cao nhất của tia vũ trụ m à ta từng quan sát được là 3 X 1 0 2 0 e V

1.2 Mưa rào khí q u y ển d iện rộng

Tia vũ trụ năng lượng cao đi vào bầu khí quyển của Trái đất tạo ra mưa rào diện rộng các hạt tích điện và các hạt trung hoà trải rộng trẽn mật đất Mức độ m ỡ rộng của mưa phụ thuộc vào nãng lượng của hạt sơ cấp, mưa rào diện rộng đó có thè trái rộng theo đường kính hơn l k m khi tới mặt đất và có thể gồm hàng ti hạt Trong phần này cho chúng ta m ột n g u y ê n tắc chung của các quá trình xuất hiện trong mưa rào diện rộng và các đặc điểm của mưa rào diện rộng phù hợp với thực nghiệm

1.3.1 H ạt tro n g m ưa rào diện rộn g

Sau tương tác đầu tiên của hạt sơ cấp, số hạt của một mưa rào diện rộng tâng lên bởi các tương tác hadronic Đ ó là những tương tác m ạnh và trong các tương tác đó các hạt m eson được tạo thành M eson là các hạt tạo nên do sự liên kết của một cặp quark và phản quark Các hạt m eson nặng phân rã tạo thành các m eson nhẹ hơn, các photon và các m u o n chi sau m ột phần nhỏ cua giây M eson nhẹ nhất, ỗ m eson, có thê chí phân rã tạo thành (ph án )m u o n với (phán) neutrino m uon và photon

rã tạo ra các (phán)electron Cá m u o n và phán m uon có thời gian phân rã trung bình là

2.2#s, lâu hơn 100 lần so với các m eson f t và m eson K vì vậy chúng được xem là

tương đối bển so với các m eson Trong mưa rào diện rộng các m eson luôn tạo ra muon Quá trình m eson phân rã th ành photon là quá trình đánh dấu sự bát đầu thành phần điện từ của m ưa rào diện rộng N hữ ng photon năng lượng cao tương tác với hat tích điện có khả nâng tạo ra m ột cặp electron và positron irong quá trình tạo cặp Khối lượng và điện tích của hạt c à n g lớn thì khá năng tương tác với một photon sẽ càng lớn Hạt nhân là ví dụ rõ ràn g nhất ch o phán ứng tạo cặp

A(z) + ã => e + e + A (Z)

Các electron và positron năng lượng cao lại phát ra photon khi chúng bị lệch đi bởi điện trường của hạt nhân Các photon phát ra này được gọi là bức xạ hãm Với năng lượng vừa đủ, những photon này lại có thể tham gia phản ứng tạo cặp Chuỗi tương tác điện từ dừng lại ngay khi các phôtôn năng lượng thấp (< IM e V ) không còn đủ khả năng tiep tục tham gia quá trình tạo cặp Cuối cùng các hạt positron sẽ tham gia phán ứng hủy với vật chất và phát ra 2 photon Cặp sản phẩm electron và positron là thành phần lớn nhất trong m ư a rào diện rộng Các electron nhẹ hơn m eson và muon, bởi vậy chỉ cần một năng lượng nhỏ cũng đủ đế tạo ra electron Kết quả thu được cho thấy sô' electron nhiều hơn m u o n trong mưa rào diện rộng Bức xạ sinh hủy là thành phần tiêu biểu nhất cho các photon trong mưa rào diện rộng T hành phần cụ thế của mưa rào diện rộng có thể được phát hiện trong thực nghiệm

1.3.2 S ự p h á t triể n củ a m ư a rào diện rộng

Chuỗi phản ứng trong các tương tác là nguyên nhân đế m ưa rào diện rộng mở rộng kích thước và tăng cường độ Nãng lượng cùa hạt sơ cấp được phân bo trên các nhánh của hạt thứ cấp Kết qua là nãng lượng trung bình trên một hạt sẽ giám cùng xác suất để tạo ra hạt mới trong một tương tác Các hạt tiêu hao năng lượng khi chúng đi qua bầu khí quyển và hầu hết chúng sẽ biến mất trước khi xuống tới mật đất Do đó, cuối cùng số lượng hạt của mưa rào diện rộng sẽ giảm đi Kết quả quan sát cho thấy tồn tại một độ cao m à ớ đó số hạt trong mưa rào diện rộng lớn nhất Với các tia vũ trụ năng lượng cao hơn thì độ cao này thấp hơn và còn phụ thuộc vào loại tia vũ trụ sơ cấp Tuy nhiên, sự phụ thuộc này là yếu vì số lượng hạt sinh ra là hàm m ũ của khối lượng khí truyền qua và khối lượng khí trong một đơn vị thể tích tăng theo hàm luỹ thừa khi

độ sâu khí q u y ển tăng Thường độ cao này vào khoảng 10km Đ ường biên m ở rộng của mưa rào được biểu diễn như hình 1.2

Top tfdu Amocpkir*

Hình 1.2: M ưa rào diện rộng

Hạt không bền phân rã tạo ra hạt nhẹ hơn bền hơn và tất cả các hạt bị mất năng lượng khi đi q u a khí quyến Phần lớn các hạt tới mặt đất bao gồm phỏtỏn, (phản) electron và (phản) muon N hững photon không có khả năng tạo cặp thì tiêu hao năng lượng qua hiệu ứng tán xạ C om pton và hiệu ứng quang điện Q uá trình đầu tiên tạo ra một photon có năng lượng thấp hơn khi quá trình tán xạ trên hạt tích điện, sau đó photon tạo ra được hấp thụ hoàn toàn đê ion hóa một nguyên tử hoặc phân tử Ban đáu các electron và positron m ất năng lượng bơi bức xạ hãm, khi năng lượng giảm xuống quá trình phát bức xạ hãm giảm đi, cuối cùng hầu hết năng lượng sẽ bị mất bởi quá trình ion hóa k h ô n g khí Positron sẽ bị huy Các hạt m uon mất năng lượng chu yếu do ion hóa không khí Bức xạ hãm không ảnh hường đến m uon vì năng lượng mất đi bởi bức xạ hãm phụ thuộc rất lớn vào khối lượng (mà khối lượng m u o n lớn hơn 200 lần electron) M ột quá trình m à tất cả các hạt tích điện đều trải qua là bức xạ Cherenkov Bức xạ này được tạo ra khi một hạt tích điện xuyên qua môi trường với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong môi trường ấy Hiệu ứng này phụ thuộc vào tốc độ cua hạt tới và chiết suất môi trư ờng khúc xạ

hơn các hạt nhân nhẹ M ưa rào bắt nguồn từ tất cả các hạt nhân đều phát triển theo một dạng đường giống nhau M ư a rào bất nguồn bởi phôtôn khác bản chất so với mưa rào bắt nguồn từ các hạt nhân có xu hướng bị ảnh hưởng bởi tương tác điện từ Như vậy photon có khả năng đ âm xuyên sâu hơn hạt nhân.

Sắt và proton gây ra m ưa rào diện rộng có sỗ lượng electron cực đại bằng nhau nhưng tương tác đầu tiên xáy ra ở các độ cao khác nhau Đối với mưa rào bắt đầu bơi một photon thì cực đại này cao hơn và nằm tại độ cao thấp hơn Trong trường hợp tia

vũ trụ trong dải năng lượng 1 0 18 - 1 0 20 eV độ cao trung bình ở tương tác đầu tiên của Fe

cỡ 35 km, đối với proton cỡ 25km và đối với photon cỡ 20km

Các detector ghi nhận mưa rào diện rộng đều dựa trên việc ghi nhận hiệu ứng

iôn hoá của các hạt tích điện khi truyền qua vật chất M ặc dù trong mưa rào diện rộng

muon chỉ là một thành phần nhỏ so với electron và positron nhưng là hạt phù hợp nhất cho việc xác định Bởi vì muon nặng hơn electron (khoáng 200 lán) nên khi đi qua bâu khí quvển chúng bị tán xạ và khúc xạ ít hơn bởi từ trường của Trái đất M uon ion hóa mạnh hơn electron và như vậy có thè được xác định dễ dàng hơn

2 LẮP Đ Ặ T D E T E C T O R

2.1 D etector H IS P A R C

Detector n h ấp nháy mà chúng ta láp đặt bao gồm 3 bộ phận: bẫn nhấp nháy, bản dẫn sáng, và ống nhân q u an g điện chúng được gắn chặt với nhau thành mộl khối bởi một loại keo dán đặc biệt

B ả n l ì h ả p n h á y được làm từ vật liệu m ềm BC408 (đó là hợp chẩt của C10H1 I

bảo vệ bằng một lớp giấv để tránh va đập và tránh dấu vân tay trong quá trình vận chuyến hav lắp đặt Nêu một hạt tích điện đi qua vật liệu nhấp nháy nó sẽ kích thích điện tử liên kết yêu với nguyên tứ cua tâm vật liệu Thường các điện từ có năng lượng khoáng 50eV Thực nghiệm lát hiếm khi quan sát được các điện tứ có năng lượng cao hơn Các điện tử “tự d o " này kích thích các diện tứ khác trong lớp vò n g u \ ê n lứ cua tấm nhấp nháy, đưa ngu y ên từ lên trạng thái kích thích Do thừi gian sống của các trạng thái kích thích nhỏ các nguyên tứ có xu hướng trớ vé các trạng thái có năng lượng

thấp hơn băng cách phát ra bức xạ photon Phần năng lượng mất đi của hạt tích điện khi đi qua vật chất phụ thuộc khối lượng, nãng lượng của hạt tới và loại vật chất mà nó

đi qua Do quá trình m ất nãng lượng là quá trình thống kê, nên chúng ta đo phân bô các đỉnh xung của hạt tới ứng với một nãng lượng nhất định Phân bô nàv gọi là phân bỏ Landau T rong hình 2.1 biểu diễn phân bô Landau cúa nhóm s ố liệu lấv tại N IK H E F đối với pion 5 0 0 M e V đi qua các tấm silicon có bề dầy khác nhau

0 - 5 0 1 0 0 1 5 0 ' 2 0 0 ^ 5 0

Hình 2.1: Phưn bô L andau

Đ iểm cực đại cua đồ thị cho ta biết giá trị năng lượng dẻ có khả năng mát nhất trên một fim2 và phần năng lượng trung bình mất đi lớn hơn giá trị này s ỏ photon trung bình được tạo ra trong vặt chất nhấp nháv là đại lượng rất tốt đè xác định nãng lượng mất đi của hạt tích điện đi qua bán nhấp nháy

Với hạt có nâng lượng thấp (<5M eV ) sẽ dừng lại trong bán nhấp nháy và mất toàn bộ năng lượng của chúng Nhưng với hạt có năng lượng cao như các muon trong thành phần tia vũ trụ chi mất một phần năng lượng cúa chúng Trong mưa rào dữ kiện

mà chúng ta m u ố n đo sẽ là những electron có năng lượng trung bình 1.5MeV và các muon mất một nâng lượng trung bình là -4-MeV ớ trong tấm nhấp nháy Trong phàn bố Landau có thế quan sát thây từ sự kiện này tới sự kiện khác có một dai nãng lượng bị mất

Bản dản sá n g c òn gọi là bán perspex có hình dang giỏng duỏi cá được bao vệ

bởi lớp giấy bó n g đê tránh cọ xước

O n g n h ả n q u a n g đ iệ n PM T gồm một ổng chân không, m ột đầu là cửa sổ trong suốt làm bãng thạch anh hoặc thủy tinh Bên trong của cửa sổ này được đặt một catot

đê điện thê âm T ù y vào ống và cách sử dụng mà điện thê trên nó vào khoảng (-0.5 đến -3kV) Catot được làm bằng vật liệu có hiệu suất cao đói với hiệu ứng quang điện Một photon có thể giải phó n g m ột electron của vật liệu Hiệu suất lượng tử của óng miêu tả

số lần điện tử được giải phóng bởi một photon như một hàm của bước sóng của photon Electron được giải phó n g sẽ tạo ra một tín hiệu điện, tuy nhiên biên độ của tín hiệu nhỏ Vì vậy, ta cần khu y ếch đại tín hiệu bằng cách đặt thêm nhiều dynode Dvnode là một đĩa kim loại được phủ ngoài bằng lớp vật liệu chứa nhiều electron liên ket lỏng léo với nguyên tử, các electron này dễ dàng bứt ra khỏi dynode khi một electron với năng lượng lớn hơn công thoát của vật liệu đập vào nó T hông thường một PM T bao gồm 10 đến 14 dynode, hiệu điện th ế giữa hai dynode liên tiếp bằng nhau va dvnode sau dương hơn dynode trước m ột chút

Electron bật ra từ catot sẽ được hút vào từ trường cua dynode đầu tiên và khi đập vào dynode đầu tiên nó đã thu thêm một năng lượng hãng thế năng giữa catot và dynode đầu tiên (photon có năng lượng khoảng 2eV năng lượng liên kết cua electron với vật liệu làm canot có giá trị nho hơn) Số electron bật ra từ dynode tý lệ với dộng năng của electron tới Các electron này sẽ va chạm với dynode tiếp theo, khi đó sỏ electron được tạo ra sẽ nhiều hơn Chúng sẽ đi qua các dynode và dừng lại ỏ anode Photon được tạo ra trong tấm nhấp nháy sẽ đi qua óng nhân qu an g điện được gắn với tấm dẫn sáng P M T được sử dụng để chuyển một tín hiệu ánh sáng của photon sang một tín hiệu điện Cấu tạo và hoạt động của PM T được m ồ tả theo hình sau:

c u rre n t-to -v o lta g e

a m p lifie r

Hình 2-2: Cưu tạo d ill P M T

2.2 Q uá trìn h lắp đặt

Đe tii :n hành bọc m ộ t detector nhấp nháy chúng ta phải chuẩn bị các dụng cụ như sau M ột lớp c h ă n sáng đó là lớp elastic dầy có m àu đen Cuộn lá nhôm có chiều rộng 60cm, đó là loại nh ô m m ềm phản xạ ánh sáng rất tốt Một bản nhấp nháv một bản dẫn sáng và m ộ t ống nhân quang điện (PMT) Ngoài ra còn có hồ, băng dính (bãng dính hai mặt, băng dín h dẻo hai mặt), giấy ráp (loại hạt thô, loại hạt mịn), găng tav giấy lau, giấy tĩnh điện, cồn,

Bước 1: T a bóc lớp giấy bảo vệ của các tấm nhấp nháy và tấm dẫn sáng tại cạnh

mà ta sẽ gắn ch ú n g vào với nhau Đầu tiên, ta dùng giấy ráp loại 1200 hạt đánh bóng Sau đó, dùng giấy ráp loại 2400 hạt đánh thật mịn đê khi gán tránh có lổ hờ dẫn đến ánh sáng bị khúc xạ tại đó Tiêp theo, ta dùng cồn rửa sạch bụi bẩn xung quanh chỏ đánh bóng và hồ còn dính lại khi bóc giấy nếu có rồi đê cho cồn bay hơi hết Dùng loại bãng dính có thể bóc ra m à không đê lại keo quấn xung quanh hai tấm đó đồng thời tạo chữ V hoặc chữ I với mục đích khi ta gãn không đê keo rớt ra làm hỏng tấm nhấp nháy và tấm dẫn sáng (hình 2.4)

Bước 2: Ta phái c ố định thật chặt tấm nhấp nháy vào giá đỡ băng các kẹp (hình 2.4) để tránh độ n g đất trong khi gắn bới vì thời gian đ ế hồ khô là 24 giờ Nếu có động đất hay biến động địa chất thì sẽ gây ra có lỏ khí và ánh hướng tới ánh sáng đi trong detector

Bước 3: Đ ể găn được bản dẫn sáng vào bán nhấp nháy chúng ta phái c h ế tạo một loại keo dán đặc biệt đó là keo “EJ500” hay còn gọi là cem ent bao gồm 2 thành phần với tỉ lệ (optical cem en t : hardener = 4 : 1) Đặc tính cúa keo là đông sau 20 phút

và cứng lại sau 24 giờ Hơn nữa loại hổ này còn có chiết suất giống như hai tấm nhấp nháy và dẫn sáng C h ú n g ta sẽ tạo lOg hồ cho một tấm detector Khi đã đu hai thành phần ta dùng đ ũ a thuý tinh khuấy thật chậm trong khoảng 3 phút đế tránh bọt khí ớ trong hồ, ta sẽ thu được hồ trong suốt Nếu hổ có quá nhiều bọt khí ta phái cho hó vào buồng bọt đê loại khí

B ước 4: Khi đã có hổ ta hút hổ băng xi lanh to mới rỏi bơm từ từ lén chồ m ép gắn của tấm nhấp n h áv và dù n g ctĩui th u \ tinh dàn đêu hò ra Ticp đó ta đat một đầu tấm dẫn sáng x u ố n g tâm nhấp Iiháv và hạ dãn dãn tâm đó xuõng theo góc nhó dán Mục đích đê’ tránh bọt khí to tại nơi gan làm cho ánh sáng sẽ b| be cong khi di trong

detector Cudĩ cù n g ta dù n g kẹp cõ định chặt tấm đó để cho hồ cứng lại Sau 24 giờ ta

tháo tấm đó ra khỏi giá đ ỡ và tiến hành bọc

Hình 2.3: Cân Libra

H ình 2.4: G ắn tam nhấp lìliáy V('ri lam (lơn sang

C hú ý: Đ ế tránh hồ cứng lại xung quanh chỗ gắn thì sau kh oán g 15-20 phút ta

gỡ bỏ luôn băng dín h và hình chữ V lúc đó hô đang ờ dạng dẻo ta dê dàng dùng tav

bóc ra được

Bước I ' C h ú n g ta đi găng tay đê tiên hành bọc tấm detector, c á t tấm chán sáng

cồn lau sạch bụi trên từng tấm, đê ít phút cho cồn bay hết Ta đặt tấm chấn sáng xuống dưới sau đó đặt m ộ t tấm lá nhôm lên bên trên.

Hình 2.5: K ết quá suu khi í>an hồ

Đầu tiên ta sẽ bọc lá AI để phản xạ toàn bộ ánh sáng sinh ra trong detector Đê

nó nhẹ nhàng lên lá AI m à ta chuan bị từ trước tránh không được đe lá AI bị rách làm ánh sáng đi ra bẽn ngoài, do các góc của tấm rất cứng và dễ làm rách lá AI nén ta có thể kê mỗi góc m ột m iến g Al

Hình 2.6: Bọc lú AI

Lấy tấm lá AI thứ hai đê lẽn trên tấm nhấp nháy bọc c ố định lại bàng bang dính (hình 2.6 và 2.7) Khi đã bọc xong lá AI ta bọc tấm đến tấm chán sáng màu đen bén ngoài và dùng băng dính dính chặt Tấm chắn sáng có tác dụng ngân toàn bộ ánh sáng Mặt trời đi vào trong d etector ảnh hương đến tín hiệu sáng

Bước 6: Sau khi đã bọc xong tâm detector, ta tiến hành gắn ông nhân quang điện PMT C húng ta lấy băng dính deo hai mặt cắt một m iếng tròn vừa với đầu cùa PMT rồi dán ch ú n g vào đầu của detector Do băng dính đó không đủ độ chắc chắn để giữ nên ta dù n g 4 que gỗ đặt xung quanh một nửa ở detector, một nửa ở ống nhân quang điện và dù n g băng dính đen một mặt quấn tròn theo hình xoắn ốc dọc theo ống nhân quang điện đê tránh ánh sáng lọt vào Làm tương tự ta cũng có detector thứ hai sau khi đã có hai detector ta tiến hành kẻt nối vơi thiết bị và m áy tính theo đế thu thâp sỏ' liệu ban đầu