EMMA-koe toimii Pyhäsalmen kaivosalueella.

**Experiment with MultiMuon Array** eli **EMMA** on rakenteilla oleva maanalainen kosmista säteilyä tutkiva koe. Koeasema sijaitsee noin 75 metriä merenpinnan alapuolella Pyhäsalmen kaivoksessa. EMMA-kokeessa toimivat yhteistyössä Oulun yliopisto, Jyväskylän yliopisto ja Venäjän tiedeakatemia.

Tutkimus
--------

EMMA-kokeen tarkoituksena on tutkia *polvialueen* (1015 eV – 10ˑ1015 eV) kosmisia hiukkasia. EMMA:n koelaitteisto ei kuitenkaan havaitse suoraan tutkittavia kosmisia hiukkasia, vaan korkea-energisiä myoneita, jotka syntyvät kosmisen hiukkasen vuorovaikuttaessa ilmakehän kanssa.

Primäärisen kosmisen hiukkasen osuessa ilmakehän molekyyliin se hajoaa muiksi hiukkasiksi aiheuttaen Maapallon pintaa päin syöksyvän *ilmasuihkun*. Hyvin lähellä alkuperäisen kosmisen hiukkasen hajoamispistettä syntyy myoneita, joita EMMA:n laitteiston on tarkoitus havaita. Koelaitteistolla voidaan mitata myonien määrää, jakaumaa sekä myonisuihkun saapumissuuntaa.

Koelaitteisto
-------------

Yksi EMMA-kokeen mittausasemista 75 metrin syvyydessä Pyhäsalmen kaivoksessa.
EMMA-kokeen koelaitteisto sijaitsee kaivoksessa maan alla, jolloin koelaitteiston yllä oleva paksu kalliokerros suodattaa ilmasuihkun kaikki muut varatut hiukkaset paitsi korkeaenergiset myonit. Myonilla onkin oltava vähintään 45 GeV:n energia tullakseen havaituksi maan alla EMMA-kokeen laitteistolla.

Koeasema koostuu erillisistä ilmaisinyksiköistä, joihin sijoitetaan lankailmaisimia, *limited streamer tube* -tyyppisiä ilmaisimia sekä tuikeilmaisimia Osa yksiköistä on asennettu paikoilleen ja joillakin voidaan jo tehdä mittauksia. 75 metrin syvyydelle sijoitetaan yhdeksän ilmaisinykköä T-kirjaimen muotoiseen kuvioon. Yhden ilmaisinyksikön pinta-ala on noin 15 m² ja kokeen kokonaisilmaisinpinta-ala tulee olemaan noin 130 m². Lisäksi suunnitteilla on rakentaa ilmaisinkokonaisuuteen pari ilmaisinyksikköä lisää ja sijoittaa ne eri kaivoskäytävällä noin 30 metriä yllä mainittua syvyyttä korkeammalle.

EMMA:n käytössä olevat lankailmaisimet olivat aiemmin LEP-kokeen DELPHI-koeaseman käytössä CERNissä. Lankailmaisimissa käytetään argonista ja hiilidioksidista koostettua kaasuseosta. Niiden paikkaresoluutio on noin 1 cm² ja myonin havaitsemistehokkuus 90–95 %. Tuikeilmaisimet sen sijaan on rakennettu juuri EMMA-koetta varten ja niiden tehtävänä on mitata hiukkasen tarkka saapumisajankohta muutaman nanosekunnin tarkkuudella parantaen lankakammioiden mittaustuloksia, sillä lankakammiot ovat suhteellisen hitaita ajanmittauksessa. Hiilidioksidikäyttöiset *limited streamer tube* -tyyppiset ilmaisimet ovat peräisin kosmisia hiukkasia tutkineesta Kaskade-Grande-kokeesta ja lankailmaisimien tapaan niilläkin hyvä paikkaresoluutio.

Laitteistolla on mahdollista määritellä suihkun keskikohta paremmalla kuin kuuden metrin tarkkuudella.

Rahoitus
--------

EMMA-koetta ovat rahoittaneet Euroopan aluekehitysrahasto ja Suomen akatemia.

Lähteet
-------

1. 1 2 3 4 5 6  EMMA – an underground cosmic-ray experiment.  *Nuclear Physics B*, 2009, nro Volume 169, s. 255–258. Artikkeli SciVersessä (rajoitettu katseluoikeus).  (englanniksi)
2. ↑  EMMA – An Underground Cosmic Ray Experiment *cupp.oulu.fi*.  (englanniksi)
3. 1 2 3 4 5  P. Kuusiniemi etc.: Underground cosmic-ray experimnt EMMA.  *Journal of Physics: Conference Series*, 2013, 409. vsk, s. 012067. doi:10.1088/1742-6596/409/1/012067. artikkeli IOPscience:ssä (pdf). Viitattu 12.2.2013.  (englanniksi)
4. 1 2  P. Kuusiniemi etc.: Underground multi-muon experiment EMMA.  *Astrophys. Space sci. Trans.*, 7. vsk, s. 93–96. doi:10.5194/astra-7-93-2011.   (englanniksi)
5. ↑  Multi-pixel Geiger-mode avalanche photodiode and wavelength-shifting fibre-optics readout of plastic scintillator counters of the EMMA underground experiment.  *Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 610*, 2009, s. 419–422. artikkeli SciVerse:ssä (rajoitettu katseluoikeus).  (englanniksi)
6. ↑  Tomi Räihä: Analysis tools for the EMMA experiment. (ISBN 978-951-42-9946-9) *Report series in physicsal sciences*, 2012, nro Report no. 76.  Oulun yliopisto.   (englanniksi)

Aiheesta muualla
----------------

* EMMA-kokeen kotisivut