Kincskeresés kozmikus részecskékkel Barnaföldi Gergely Gergely, Bencédi Gyula, Hamar Gergely, Melegh Hunor Gergely, Oláh László, Surányi Gergely, Varga Dezső REGaRD csoport & Magyar ALICE Csopor MTA Budapest, 2012. május 10.
TARTALOM Kozmikus sugárzás kozmikus részecskék A REGaRD müontomográf Kincskeresés kozmikus részecskékkel
Kozmikus sugárzás, Kozmikus részecskék
A kozmikus sugárzás Ütközések ingyen : A világűrből érkező nagyenergiás részecskék Elsősorban p (89%), He2+ (10%), e-, egyéb magok (1%) Akár 1020 ev energiával is. Szekunder részecskék: pion, kaon elbomlik: e-, μ- Detektorok kalibrálása Amíg nem ment az LHC, addig a nagy kísérletek kozmikus sugárzást mértek. Kozmikus háttér mérése
A Müontomográf
A REGARD müontomográf
A REGARD müontomográf
A REGARD müontomográf ALICE LHC fejlesztés mellékterméke... 4 közelkatódos kamra (CCC) Érzékeny felület: 32 cm x 32 cm Hermetikus plexi dobozban Könnyen kezelhető: térfogat: 51 x 46 x 32 cm3 Teljes súly: 13 kg DAQ rendszer Egyszerű: LCD, SD kártya
Egyszerű teszt:ólomtömb müonképe Müontomográfia: A müonok elnyelődnen a nagyon sűrű anyagokban (pl. ólomban) Lehet-e látni az ólomtömb müon-árnyékát? IGEN: müontomográffal Lila (kevés müon jön) Piros (sok müon jön)
90 Az ELTE kép Sr forrással
Egyszerű teszt:ólomtömb müonképe Laboratóriumi körülmények Abszorber torony: tömeg: 150 kg térfogat: 20 x 20 x 50 cm3 Adatfelvétel azonos pozícióban: toronnyal / torony nélkül 7 M esemény, 10 napos mérés 20% müon hozam csökkenés (Ábra: toronnyal és torony nélkül mért fluxusok aránya)
Kincskeresés kozmikus részecskékkel
Kincskeresés müontomográffal Elv: kozmikus röntgenkép Első alkalmazás L.W. Alvarez: rejtett kamrák keresése a Kefren piramisban. (1957) Fizikai eredmény: Nincsenek titkos kamrák a Kefren piramisban Igazi eredmény: Nem kell szétfúrni a piramist! L. Alvarez et al.: Search for Hidden Chambers in the Pyramids, Science, 167, 832-839, 1970.
Müontomográf alkalmazások Nap Piramisa (Mexikó) R. Alfaro, V. Grabski: Searching for possbile hidden chambers in the Pyramid of Sun. Vulkánvizsgálat (Japán,)
Müontomográf alkalmazások Nemzetvédelmi alkalmazás Széndioxid Csapda térfogat mérése
A kincskeresés Magyarországon
A müontomográfos méréseink Labor (0 m): > 100 nap, > 100 M müon esemény Jánossy akna (-10, -20, -30 m): 15 nap, 2 M müon esemény Molnár János-barlang (-45 m): 77 nap, 110 k müon esemény Ajándék-barlang (-60 m): 50 days, 170 k müon esemény Pilis-hegység (0 m): 1nap, 300 k müon esemény Kőbánya, Dreher (-20 m): 40 nap, 500 k müon esemény
Méréseink: Molnár János barlang
Budapest kincse: Molnár János barlang Termál barlang a városban Új barlang: 10-100 ezer éves 99%-a víz alatt van több forrás is táplálja. 1860: Molnár János patikus 1977: Kessler Hubert, 180m Jelenleg: 6000-7000m
Budapest kincse: Molnár János barlang
Budapest kincse: Molnár János barlang
Mérések a Molnár János barlangban Run_162 Run_164 Run_163 Run_162 Run_164 Run_163
Run_162: 1 hónap, 80k esemény Run_162
Run_163: 3 hét, kb. 800k esemény Run_163
Rózsadomb domboldal
Méréseink: Ajándék barlang, Pilis
Pilis kincse: Ajándék barlang
Pilis kincse: Ajándék barlang
Pilis kincse: Ajándék barlang Ajándék barlang (Ariadné): természetes barlangrendszer a Pilisben Feltárások:1973-2012 Magyarország egyik legnagyobb barlangrendszerének tagja.
Méréseink: Ajándék barlang, Pilis
Mérési környezet paraméterei Ajándék barlang (Ariadné): természetes barlangrendszer a Pilisben Feltárások:1973-2012 Magyarország egyik legnagyobb barlangrendszerének tagja. Mérés: 2-4 m-es rejtett járatokat keresünk 50 nap mérési adat (!) Gázrendszer és akkumulátorok a barlang bejáratánál 100 m kábel
A Pilisi hegyoldal rekonstrukciója A Pilis hegyoldal alulról Piros vonalak: GPS alapján számított kőzetvastagság Árnyékolás: Mért müonok száma, ami a mélységre utal
Méréseink: Kőbánya alagútrendszere
Kőbánya kincse: kőbányai alagutak
Kőbánya kincse: kőbányai alagutak
Kőbánya alagútrendszere feletti anyag
Épületszerkezet feltárás
Mérések külföldön: Drezda, Felsenkeller
Összegzés: REGARD müontomográf Nagyléptékű szerkezetvizsgálat kozmikus részecskékkel. Megvalósítás: Detektor: kozmikus müonok detektálására; nagy sűrűségű tárgyak leképezésére müonokkal; talaj inhomogenitások és földalatti üregek kimutatásásra. Precizitás: 1-2 cm-es helyfelbontás; 2-3 -os szögfelbontás. Mobilis (< 50 kg). Költséghatékony. Alacsony energia felhasználású.
ALICE és REGARD KUTATÓINK BGG1, Bámer Csaba2, Bencze György1, Bencédi Gyula1,2, Hamar Gergő1, Horváth Péter1, Kiss Gábor2, Kovács Levente1,2, László András1, Lévai Péter1, Lipusz Csaba1, Márton Krisztina2, Melegh Hunor3, Oláh László2, Surányi Gergely4, Varga Dezső2, Zalán Péter1 RÉSZTVEVŐ INTÉZETEK 1 MTA Wigner KF Részecske- és Magfizikai Intézet 2 Eötvös Loránd Tudományegyetem, Komplex Rendszerek Fizikája Tsz. 3 Budapesti Műszaki és Közgazdagságtani Egyetem, 4 MTA-ELTE Geológiai, Geofizikai és Űrtudományi Kutatócsoport,
ALICE és REGARD KUTATÓINK BGG1, Bámer Csaba2, Bencze György1, Bencédi Gyula1,2, Hamar Gergő1, Horváth Péter1, Kiss Gábor2, Kovács Levente1,2, László András1, Lévai Péter1, Lipusz Csaba1, Márton Krisztina2, Melegh Hunor3, Oláh László2, Surányi Gergely4, Varga Dezső2, Zalán Péter1 RÉSZTVEVŐ INTÉZETEK 1 MTA Wigner KF Részecske- és Magfizikai Intézet 2 Eötvös Loránd Tudományegyetem, Komplex Rendszerek Fizikája Tsz. 3 Budapesti Műszaki és Közgazdagságtani Egyetem, 4 MTA-ELTE Geológiai, Geofizikai és Űrtudományi Kutatócsoport,
Köszönetnyilvánítás TÁMOGATÓK OTKA NKTH CK A08-77719, A08-77718, NK-77816 TOVÁBBI KÖSZÖNET Adamkó Péter, Rózsabombi Kinizsi SE, Ariadne Karszt- és Barlangkutató Egyesület, Bognár Csaba. Dreher Sörgyárak Zrt.