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A comprehensive summary of the measurements made to characterize test-mass charging due to the space environment during the LISA Pathfinder mission is presented. Measurements of the residual charge of the test mass after release by the grabbing and positioning mechanism show that the initial charge of the test masses was negative after all releases, leaving the test mass with a potential in the range from -12 to -512. Variations in the neutral test-mass charging rate between 21.7 and 30.7 e s-1 were observed over the course of the 17-month science operations produced by cosmic ray flux changes including a Forbush decrease associated with a small solar energetic particle event. A dependence of the cosmic ray charging rate on the test-mass potential between -30.2 and -40.3 e s-1 V-1 was observed resulting in an equilibrium test-mass potential between 670 and 960 mV, and this is attributed to a contribution to charging from low-energy electrons emitted from the gold surfaces of the gravitational reference sensor. Data from the onboard particle detector show a reliable correlation with the charging rate and with other environmental monitors of the cosmic ray flux. This correlation is exploited to extrapolate test-mass charging rates to a 20-year period giving useful insight into the expected range of charging rate that may be observed in the LISA mission.
Charging of free-falling test masses in orbit due to cosmic rays: Results from LISA Pathfinder / Armano, M.; Audley, H.; Baird, J.; Binetruy, P.; Born, M.; Bortoluzzi, D.; Castelli, E.; Cavalleri, A.; Cesarini, A.; Cruise, A. M.; Danzmann, K.; De Deus Silva, M.; Diepholz, I.; Dixon, G.; Dolesi, R.; Ferraioli, L.; Ferroni, V.; Fitzsimons, E. D.; Freschi, M.; Gesa, L.; Giardini, D.; Gibert, F.; Giusteri, R.; Grimani, C.; Grzymisch, J.; Harrison, I.; Hartig, M. -S.; Heinzel, G.; Hewitson, M.; Hollington, D.; Hoyland, D.; Hueller, M.; Inchauspe, H.; Jennrich, O.; Jetzer, P.; Karnesis, N.; Kaune, B.; Killow, C. J.; Korsakova, N.; Lobo, J. A.; Lopez-Zaragoza, J. P.; Maarschalkerweerd, R.; Mance, D.; Martin, V.; Martino, J.; Martin-Polo, L.; Martin-Porqueras, F.; Mcnamara, P. W.; Mendes, J.; Mendes, L.; Meshksar, N.; Nofrarias, M.; Paczkowski, S.; Perreur-Lloyd, M.; Petiteau, A.; Plagnol, E.; Ramos-Castro, J.; Reiche, J.; Rivas, F.; Robertson, D. I.; Russano, G.; Slutsky, J.; Sopuerta, C. F.; Sumner, T. J.; Texier, D.; Thorpe, J. I.; Vetrugno, D.; Vitale, S.; Wanner, G.; Ward, H.; Wass, P. J.; Weber, W. J.; Wissel, L.; Wittchen, A.; Zweifel, P.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - 107:6(2023). [10.1103/PhysRevD.107.062007]
Charging of free-falling test masses in orbit due to cosmic rays: Results from LISA Pathfinder
Armano M.;Audley H.;Baird J.;Binetruy P.;Born M.;Bortoluzzi D.;Castelli E.;Cavalleri A.;Cesarini A.;Cruise A. M.;Danzmann K.;De Deus Silva M.;Diepholz I.;Dixon G.;Dolesi R.;Ferraioli L.;Ferroni V.;Fitzsimons E. D.;Freschi M.;Gesa L.;Giardini D.;Gibert F.;Giusteri R.;Grimani C.;Grzymisch J.;Harrison I.;Hartig M. -S.;Heinzel G.;Hewitson M.;Hollington D.;Hoyland D.;Hueller M.;Inchauspe H.;Jennrich O.;Jetzer P.;Karnesis N.;Kaune B.;Killow C. J.;Korsakova N.;Lobo J. A.;Lopez-Zaragoza J. P.;Maarschalkerweerd R.;Mance D.;Martin V.;Martino J.;Martin-Polo L.;Martin-Porqueras F.;McNamara P. W.;Mendes J.;Mendes L.;Meshksar N.;Nofrarias M.;Paczkowski S.;Perreur-Lloyd M.;Petiteau A.;Plagnol E.;Ramos-Castro J.;Reiche J.;Rivas F.;Robertson D. I.;Russano G.;Slutsky J.;Sopuerta C. F.;Sumner T. J.;Texier D.;Thorpe J. I.;Vetrugno D.;Vitale S.;Wanner G.;Ward H.;Wass P. J.;Weber W. J.;Wissel L.;Wittchen A.;Zweifel P.
2023-01-01
Abstract
A comprehensive summary of the measurements made to characterize test-mass charging due to the space environment during the LISA Pathfinder mission is presented. Measurements of the residual charge of the test mass after release by the grabbing and positioning mechanism show that the initial charge of the test masses was negative after all releases, leaving the test mass with a potential in the range from -12 to -512. Variations in the neutral test-mass charging rate between 21.7 and 30.7 e s-1 were observed over the course of the 17-month science operations produced by cosmic ray flux changes including a Forbush decrease associated with a small solar energetic particle event. A dependence of the cosmic ray charging rate on the test-mass potential between -30.2 and -40.3 e s-1 V-1 was observed resulting in an equilibrium test-mass potential between 670 and 960 mV, and this is attributed to a contribution to charging from low-energy electrons emitted from the gold surfaces of the gravitational reference sensor. Data from the onboard particle detector show a reliable correlation with the charging rate and with other environmental monitors of the cosmic ray flux. This correlation is exploited to extrapolate test-mass charging rates to a 20-year period giving useful insight into the expected range of charging rate that may be observed in the LISA mission.
Armano, M.; Audley, H.; Baird, J.; Binetruy, P.; Born, M.; Bortoluzzi, D.; Castelli, E.; Cavalleri, A.; Cesarini, A.; Cruise, A. M.; Danzmann, K.; De Deus Silva, M.; Diepholz, I.; Dixon, G.; Dolesi, R.; Ferraioli, L.; Ferroni, V.; Fitzsimons, E. D.; Freschi, M.; Gesa, L.; Giardini, D.; Gibert, F.; Giusteri, R.; Grimani, C.; Grzymisch, J.; Harrison, I.; Hartig, M. -S.; Heinzel, G.; Hewitson, M.; Hollington, D.; Hoyland, D.; Hueller, M.; Inchauspe, H.; Jennrich, O.; Jetzer, P.; Karnesis, N.; Kaune, B.; Killow, C. J.; Korsakova, N.; Lobo, J. A.; Lopez-Zaragoza, J. P.; Maarschalkerweerd, R.; Mance, D.; Martin, V.; Martino, J.; Martin-Polo, L.; Martin-Porqueras, F.; Mcnamara, P. W.; Mendes, J.; Mendes, L.; Meshksar, N.; Nofrarias, M.; Paczkowski, S.; Perreur-Lloyd, M.; Petiteau, A.; Plagnol, E.; Ramos-Castro, J.; Reiche, J.; Rivas, F.; Robertson, D. I.; Russano, G.; Slutsky, J.; Sopuerta, C. F.; Sumner, T. J.; Texier, D.; Thorpe, J. I.; Vetrugno, D.; Vitale, S.; Wanner, G.; Ward, H.; Wass, P. J.; Weber, W. J.; Wissel, L.; Wittchen, A.; Zweifel, P.
Charging of free-falling test masses in orbit due to cosmic rays: Results from LISA Pathfinder / Armano, M.; Audley, H.; Baird, J.; Binetruy, P.; Born, M.; Bortoluzzi, D.; Castelli, E.; Cavalleri, A.; Cesarini, A.; Cruise, A. M.; Danzmann, K.; De Deus Silva, M.; Diepholz, I.; Dixon, G.; Dolesi, R.; Ferraioli, L.; Ferroni, V.; Fitzsimons, E. D.; Freschi, M.; Gesa, L.; Giardini, D.; Gibert, F.; Giusteri, R.; Grimani, C.; Grzymisch, J.; Harrison, I.; Hartig, M. -S.; Heinzel, G.; Hewitson, M.; Hollington, D.; Hoyland, D.; Hueller, M.; Inchauspe, H.; Jennrich, O.; Jetzer, P.; Karnesis, N.; Kaune, B.; Killow, C. J.; Korsakova, N.; Lobo, J. A.; Lopez-Zaragoza, J. P.; Maarschalkerweerd, R.; Mance, D.; Martin, V.; Martino, J.; Martin-Polo, L.; Martin-Porqueras, F.; Mcnamara, P. W.; Mendes, J.; Mendes, L.; Meshksar, N.; Nofrarias, M.; Paczkowski, S.; Perreur-Lloyd, M.; Petiteau, A.; Plagnol, E.; Ramos-Castro, J.; Reiche, J.; Rivas, F.; Robertson, D. I.; Russano, G.; Slutsky, J.; Sopuerta, C. F.; Sumner, T. J.; Texier, D.; Thorpe, J. I.; Vetrugno, D.; Vitale, S.; Wanner, G.; Ward, H.; Wass, P. J.; Weber, W. J.; Wissel, L.; Wittchen, A.; Zweifel, P.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - 107:6(2023). [10.1103/PhysRevD.107.062007]
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
