Der Auger Oberflächen Detektor

Der vollständige Aufbau des Oberflächendetektors (Surface Detector, SD) besteht 1600 aus autarken, durch Solarmodule versorgten Detektorstationen, jeweils 1500m voneinander entfernt.

Damit wird ein ungefähr 3000km² großes Detektorfeld geschaffen, welches die Detektion der seltenen Ereignisse im Energiebereich des GZK-Phänomenes erlaubt. Über ein modifiziertes Mobilfunknetz werden die Daten der einzelnen Stationen in der zentralen Datennahme (Central Data Acquisition System, CDAS) gesammelt.

Jede Station besteht aus einem zylindrischen Tank von 10 m² Grundfläche und 120 cm Höhe, gefüllt mit 12 Tonnen hochreinem Wasser als Detektionsmedium. Die Lichtgeschwindigkeit ist im Wasser um ungefähr einen Faktor 1,3 geringer als im Vakuum, daher können sich hochenergetische Teilchen im Wasser schneller bewegen als das Licht. Ist dies der Fall, so strahlen die Teilchen sogenanntes Cherenkov-Licht ab, welches mit jeweils drei neun Zoll Photomultipliern (PMT) von Photonis gemessen wird.

Im 25 Nanosekunden Takt setzen Digital-Analog-Wandler (flash analogue digital converter, FADC) das gemessene Licht in einen Datenstrom um. Dies erlaubt nicht nur eine genaue Messung der im Detektor deponierten Energie und der Ankunftszeit der Teilchen, sondern auch die Bestimmung des zeitlichen Verlaufs des Energieeintrages. Dieser enthält Hinweise auf die Art des Teilchens, welches den gemessenen Schauer ausgelöst hat.

Jede Station nimmt autonom bereits eine Vorverarbeitung der Daten vor. Atmosphärische Myonen mit bekannter Energieverteilung dienen zur ständigen Kalibration im laufenden Betrieb. Triggeralgorithmen prüfen bereits in der Station die Daten auf mögliche Schauerereignisse und melden diese an die zentrale Datennahme, welche im Falle von ausreichend vielen triggernden Stationen die in jeder Station zwischengespeicherten Daten ausliest und zur Analyse speichert.