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R&D EUSO. La physiques des EECRs Le projet EUSO EUSO LAPP Simulation Surface Focale Bruit; albedo Mesure de fluorescence Conclusion. R&D EUSO. La physiques des EECRs Le projet EUSO EUSO LAPP Simulation Surface Focale Bruit; albedo Mesure de fluorescence Conclusion. - PowerPoint PPT Presentation
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• La physiques des EECRs• Le projet EUSO• EUSO LAPP
– Simulation– Surface Focale– Bruit; albedo– Mesure de fluorescence
• Conclusion
R&D EUSO
• La physiques des EECRs
• Le projet EUSO• EUSO LAPP
– Simulation– Surface Focale– Bruit; albedo– Mesure de fluorescence
• Conclusion
R&D EUSO
Rayons Cosmiques d’Énergie Extrême (EECR)
Genou1CR/an/m2
Cheville1CR/an/km2
Origine Galactique
Origine extra-galactique
EECR :
Rayons Cosmiques:
1962 : 1er EECR (J. Linsley)2002 : qq. dizaines observés
Flux (E>1020eV) : 1 EECR/siècle/km2
Origine des EECRs
• BOTTOM UP : Particules accélérées: Processus « classiques »
• TOP DOWN : Particules créées: Nouvelle physique
GZK: interaction avec le CMBSources<50Mpc
directions des sources des 58 EECR détectées par AGASA
Anisotropie:6 doublets1 triplet
• Le projet EUSO
• EUSO LAPP– Simulation– Surface Focale– Bruit; albedo– Mesure de fluorescence
• Conclusion
R&D EUSO
Principe de l’expérience
EUSO
EECR
FLUORESCENCE
CERENKOV
REFLEXION SUR LE SOL(albédo)
TRANSMISSION DANS l’ATMOSPHERE
’
BRUITSDE FOND
Le projet EUSO(Extreme Universe Space Observatory)
• Projet de l’ESA en phase A depuis mars 2002• Lancement > 2007• Sur l’ISS (380km d’altitude)• 100 000 km2 de surface active• 200-500 évènements par an.• Seuil en énergie de détection:
4.1019eV
• Champs de vision: 60°• Lentilles : 2,5 m de diamètre• ~5000 PM multi-anodes•1 - 2.5 x 105 Pixels
Description du télescope
Structure porteuse
Lentilles deFresnel
Surface focale
électronique
PMMulti-anodes
Diaphragme
Hamamatsu R5900-M-16/64
Caractéristiques:• Champs de vision: 60°• Diaphragme : 2m de diamètre• 5000 PM multi-anodes•1 à 2,5.105 Pixels
Détection d’une gerbe
Fluorescence : 4-5 /m de traceprincipales raies : λ=337.1, 357.7 et 391.4 Mesures : [300,400] nm
@1020eV : 2500-5000 de fluorescence+ qlqs centaines de Cerenkov.
•ECR = 1020 eV = 50°
• EUSO LAPP– Simulation– Surface Focale– Bruit; albedo– Mesure de fluorescence
• Conclusion
R&D EUSO
• EUSO LAPP-2000– J-P. Mendiburu– P. Nédélec– D. Sillou– Y. Zolnierowski
• AFEE +MAPMTs
EUSO-LAPP : who ’s who/what• EUSO LAPP-2002
– P. Nédélec– D. Naumov (VE)– P. Colin (T)– F. Cadoux (IE)– P. Chardonnet (LAPTH)– J-P Mendiburu– J-P Vialle– C. Girard
• Simulation• Surface Focale• Mesures (FLY)
ATM O SPH ER Esp h erica lvariou s p ro files tab u la tedu se p ro files from L O W TR A N 7 .1
EAR THsp h erica lcu rren tly op aq u e... soon n eu trin os to b e in c lu d ed
SPAC E TELESC O PEU ser se ts u p :E n tran ce P u p il d iam eter,G TU ,Q E F ,wave len g th ran g e
SE N SIT IVE M E D IU M
G IL fit to Q G SJET m odelD esc rib es we ll C O R S IK A ou tp u t o f e lec tron s
Hillas fit to energy distributionsof electrons
protons and heavier nucleineutrinos + anti (underway)
SH O W ER D EV ELO PM EN T
PR O D U C T IO N--> flu orescen t p h o ton s--> ch eren kov p h oton s
AT T EN U AT IO N--> L O W TR A N 7 .1--> an a lytica l trea tm en t o f R ayleg h an d M ie--> m u ltip le scatte rin g (u n d erway)
LIG H T S IG N AL
SLASTShower initiated Ligth A ttenuated to the Space Telescope
Simulation• Package de simulation de physique• Accessible à la collaboration (CVS@CCIN2P3)• Interface avec ESAF (detector+rec)
PAC KAG E O R G AN IZATIO N
M akefilesC rea tin g ow n lib ra ries
U se C E R N L IB
F O R TR A N 7 7
U N IX /L in u x
SO F TW A R E
TW O OUTPUTS:C W NE S A F
V ariou s se tt in g s o f th eeven t g en era tion
S h e ll an d A W K sc rip ts
U S ER IN TE R FA C E
C V S access@ L yon C C
W E B d ow n load in gw w w .in 2 p 3 .fr/eu so f
C O D E M A IN TE IN C E
SLAST STR U C TU R E
EUSO SENSITIVITY(preliminary)
Requirements for the shower maximum:
• More than 2 fluorescent photons per GTU
• More than 2 cherenkov photons per GTU
According to the work performed in Genova on Macrocell, we did new FEA on the structural support.
Franck CADOUX Faro, September, 2002. page 1
EUSO FS Support structure “new version”
New PMT arrangement on FS
Each square =2*2 PMT microcell
Macrocell CAD designs from INFN Genova
FS intégrée au “cylindre” EUSO: 1. Fait suite au document Alenia 2. Modifications envisagées / FS
EUSO FS Concept “Alenia”
Franck CADOUX Paris PCC, le 10-10-2002. page 1
Optiques EUSOStructure porteuse « Alenia »
Interfaces / Lanceur + Module ISS
Structure porteuse FS (macrocells cachées)
EUSO FS Zoom sur FS
Franck CADOUX Paris PCC, le 10-10-2002. page 3
Liste des items à couvrir:- Structure porteuse FS- Intégration des macrocells- Aspect thermique- Etancheité lumière- Gestion-Intégration éléctronique (cables + boitiers + …) - etc …
• Pressure ( 0 to 1 atm )• Temperature• Air composition (O2, Ar…) • Impurities (humidity, aerosol…)• Energy of particles (1.4MeV to 100GeV)• Nature of high-energy particle (e-
,,p…)
• Presence of Cerenkov light
Purpose: Measure air light yield as a function of:
Simulate the UV light produced by an air shower in the atmosphere.
CERN Test beam facilities: CMS/GIF• Particle beam of electron, pion or proton.• Flux : 10,000 particle/spill.
Control room
DAQ
UV laser
CERN-SPS-X5 Test Beam line
e-, beam
Experimental area1spill / 14s25-100 GeVSPS
1spill / 2s5-15 GeVPS
FrequencyEnergyLine
PMT
• We control temperature,pressure and gas composition in the tank.• Mirror system collects the light (geometric efficiency: 57% ).• several PMT detect the light ( with or without filters ).• First simulation:
in dry air at atmospheric pressure:104 particles 3570 photoelectrons detected.
Setup :
beamPMT
1m
Pressurised tank
mirrors
PMT
beam
Quartz window
PMT
Conclusions
Études actuelles aux LAPP (phase A):•Simulation (interactions, fluo+cerenk,transfert radiatif)•Bruits de fond, albédo•Mécanique Surface Focale•Préparation de mesures de fluorescence (MACFLY)
EUSO : projet original pour détecter en grand nombre les EECR: Projet en phase étude: nombreux points à étudier
Remarque : petit « groupe » jeune et dynamiqueBesoin : étoffer le groupe pour entrer en phase B
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