南極の氷の奥深く埋められたニュートリノ検出器
「IceCube」に10,000個を超える
ADIコンバータとアンプを採用

 

世界最大のニュートリノ検出器であるIceCubeは、南極の固い氷の中に恒久的に埋め込まれ、恒星の爆発やガンマ線バーストなどのすさまじい天体物理学現象によって生じる、捕捉が困難な宇宙ニュートリノからデータをキャプチャします。-125°F(-87℃)の温度が記録された南極大陸は、人間にとっても技術にとってもきわめて過酷な環境です。全米科学財団の資金によって運営されるIceCubeプロジェクトでは、厳しい使用環境に耐えうる高い性能水準が求められますが、情報収集に用いられる検出装置のデジタル光学モジュール(DOM)にアナログ・デバイセズのコンバータとアンプが採用されています。DOMの機材は、一度設置されると保守や修理は行えず、25年間以上にわたってデータの検出と通知を行わなければならないため、信頼性の高さが決定的に重要な要素となります。

IceCube検出器は、ガラスでできた直径13インチの球状のDOMが5,000個以上並ぶアレイから構成されており、ニュートリノが氷床を通過するときに原子と衝突することで生じる青色光を検出します。DOMは、86本のケーブルを用いた熱水掘削技術を使用して、深さ1.5~2kmの氷の中に設置されます。2011年に完成すれば、IceCube検出器は1立方キロメートルという巨大な体積を占めることになります。

各DOMは、高性能なA/DおよびD/Aコンバータや超低消費電力アンプなど複数のアナログ・デバイセズ部品を利用する自己完結型のデータ・アクイジション・プラットフォームであり、光電子増倍管(PMT)パルスのリアルタイムでのキャプチャとデジタル化、データの内部保存、地表のデータ・アクイジション・システムへのデジタル・データの送信を行うことができます。DOMは、5ナノ秒未満の精度であらゆる光子の到着時間を測定することができます。

いったん設置されたIceCube DOMに物理的にアクセスしようとすると、計算上は25,000年もかかるため、プロジェクトの成功にとって信頼性と精度の高さが設計上の決定的に重要なポイントになります。また、設計技術者にとっては、実装するまでに設計を完成形に仕上げておくことが課題となります。アナログ・デバイセズの厳重にテストされた高品質部品は、ツールとドキュメントも広範囲かつ詳細に提供されるため、このプロジェクトに最適でした。

「我々は、このプロジェクトのために、低消費電力で信頼性が高く、特にデジタル光学モジュール内の主装置上で長期間使用できる製品が必要でした。ローレンス・バークレイ国立研究所(LBNL)とウィスコンシン大学マディソン校の設計チームが、アナログ・デバイセズのデータ・コンバータとアンプを採用することを決定したのは、この製品が我々の要求を満たすものだったからです。」
~Jerry Przybylski氏、LBNLの設計技術者
沪ICP备09046653号
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