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COSMIX, Visualiser les signaux à l’oscilloscope

Utilisation

Pour une incidence verticale, les muons atmosphériques (qui ont une énergie moyenne d’environ 4 GeV et un flux de 1 cm^{-2}.mn^{-1} déposent une énergie d’environ 12 MeV dans le détecteur (il est à noter que c’est grâce à cette technique de détection des muons au sol que le LAT a été calibré [1] avant son vol). Ce dépôt d’énergie correspond à des impulsions de plusieurs centaines de mV. Cette amplitude est largement supérieure à celles provenant d’autres sources de rayonnement de la radioactivité naturelle ou du bruit propre du détecteur, ce qui rend le détecteur exempt de tout bruit de fond significatif.

Détecteurs éloignés (quelques cm).

Chaque détecteur compte indépendamment à environ 50 coups/min pour un seuil de déclenchement de l’oscilloscope de 100 mV pour la Valise I et 400 mV pour les Valises II et III, ce qui est compatible avec le taux de 1 cm^{-2}.mn^{-1} donné dans la littérature. Les taux de comptage des deux détecteurs sont quasiment identiques pour le même seuil de déclenchement de l’oscilloscope. La distribution angulaire des muons étant proportionnelle à \cos^2\theta\theta est l’angle de leur trajectoire par rapport à la verticale, quasiment aucun muon ne traverse les deux barreaux simultanément, et il y a très peu de coïncidences. En fait, la majorité de celles-ci sont dues à l’existence de gerbes atmosphériques où deux particules différentes sont détectées par les deux barreaux.

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Configuration « barreaux éloignés »
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Configuration « barreaux éloignés »
Capture d’écran d’un oscilloscope montrant l’absence de coïncidence des signaux provenant de deux barreaux éloignés. (Valise I)

Détecteurs superposés

Si l’on superpose les deux demi-barreaux, les coïncidences deviennent très fréquentes, de l’ordre de 40% ( 20 coïncidences/min), prouvant que la majorité des muons sont bien verticaux. Le taux de coïncidence décroit si l’on diminue le recouvrement entre les deux détecteurs soit longitudinalement soit transversalement.

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Configuration « barreaux superposés »
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Configuration « barreaux superposés »
Capture d’écran d’un oscilloscope montrant la coïncidence des signaux provenant de deux barreaux superposés. (Valise I)

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[1] Dans ce cas, la calibration consistait à établir la correspondance entre l’amplitude des signaux électroniques enregistrée par le système d’acquisition des données et le dépôt d’énergie (en MeV) dans le détecteur.