Détecteur de rayons cosmiques Fly's Eye à haute résolution

Le détecteur HiRes ou High Resolution Fly's Eye était un observatoire de rayons cosmiques à ultra-haute énergie qui a fonctionné dans le désert occidental de l'Utah de 1981 à avril 2006. HiRes (HiRes-I, HiRes-II et le prototype HiRes) utilisait la technique de « fluorescence atmosphérique » qui a été mise au point par le groupe de l'Utah, d'abord lors de tests à l' expérience Volcano Ranch , puis avec l'expérience originale Fly's Eye. L'expérience a d'abord été exécutée comme prototype HiRes dans une configuration de tour fonctionnant en conjonction avec le CASA (Chicago Air Shower Array) et le MIA (Michigan Muon Array). Le prototype a ensuite été reconfiguré pour voir à 360 degrés en azimut. HiRes-II a suivi plus tard et était situé au sommet d'une colline à environ 13 km. HiRes-I et HiRes-II fonctionnaient en stéréo. En 1991, il a découvert la particule Oh-My-God .

L'expérience Fly's Eye à haute résolution utilisait des miroirs plus grands et des pixels plus petits que l'original, d'où son nom. Un prototype de l'expérience HiRes a fonctionné entre 1993 et ​​1996 sur le site original de Fly's Eye-I (Five Mile Hill). Il était configuré dans une tour observant un étroit coin du ciel à une altitude de 3 à 73 degrés. D'abord le réseau terrestre de l'Utah, puis les expériences CASA et MIA (réseau terrestre et réseau de muons) ont été placés à la surface dans le champ de vision du prototype HiRes. Il s'agit alors de la première « expérience hybride » collectant des informations à la fois sur le développement de la gerbe aérienne induite par le rayon cosmique incident, mais mesurant également l'empreinte de la gerbe à la surface de la Terre et à 3 m sous la surface (avec le réseau de muons enterré). Le prototype HiRes a été démonté début 1997 pour faire partie de la configuration HiRes finale.

Dans sa configuration finale, HiRes était composé de deux sites séparés de 12,6 km. Les sites étaient situés au sommet des collines de Dugway Proving Grounds , un centre d'essais de l'armée américaine dans le désert occidental de l'Utah. HiRes-I (situé sur Five Mile Hill ou Little Granite Mountain ^{( 40°11′43″N 112°50′11″O / 40.1953°N 112.8363°O / 40.1953; -112.8363 )} ) avait un anneau de 22 télescopes observant de 3 à 17 degrés d'élévation. HiRes-I était instrumenté avec un système électronique d'échantillonnage et de maintien qui prenait un « instantané » de la vaste pluie d'air générée lorsque le rayon cosmique incident interagissait avec l'atmosphère. Pendant ce temps, HiRes-II (situé sur Camel's Back Ridge ^{( 40°07′55″N 112°57′32″O / 40.13194°N 112.95896°O / 40.13194; -112.95896 )} ) avait deux anneaux de télescopes pour permettre une observation plus haute dans l'atmosphère. Il observait de 3 à 31 degrés d'élévation.

HiRes-II était équipé d'un convertisseur analogique-numérique (FADC) pour flash, ce qui lui a permis de réaliser des films des événements de rayons cosmiques. Les deux sites d'observation offraient une couverture azimutale complète (360 degrés en azimut). Ils fonctionnaient indépendamment les nuits claires sans lune. Le cycle de service de HiRes était proche de 10 %.

Le HiRes a découvert la particule Oh-My-God , un rayon cosmique de très haute énergie , le 15 octobre 1991.

L'expérience HiRes a réalisé la première observation de la limite Greisen-Zatsepin-Kuzmin (seuil GZK) qui est une indication que les rayons cosmiques de plus haute énergie interagissent avec le fond diffus cosmologique et que l'univers devient opaque à leur propagation.

En 2010, les résultats définitifs de l'expérience HiRes ont confirmé la valeur limite GZK.

Une expérience de suivi des expériences High Resolution Fly's Eye et Akeno Giant Air Shower Array (AGASA) est le projet Telescope Array qui a commencé la collecte de données dans le centre de l'Utah en 2007. Une approche similaire, mais avec les détecteurs eau-Cherenkov , a été utilisée pour l' observatoire Pierre Auger qui a commencé à collecter des données en 2004.

Le Dr Pierre Sokolsky et le Dr George Cassidy, tous deux de l' Université de l'Utah , ont reçu le prix Panofsky 2007 pour leurs travaux sur l'expérience HiRes.