L'Osservatorio Pierre Auger: attività locale e richieste per il 2019
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L'Osservatorio Pierre Auger:
attività locale e richieste per il 2019
Image:
S.Saffi
R. Assiro, C. Bleve, G. Cataldi, M.R. Coluccia, F. Convenga, A. Corvaglia, P. Creti,
I. De Mitri, I, Epicoco, G. Fiore, A. Innocente, G. Mancarella, G. Marsella, D.Martello, A. Miccoli, A.
Nucita, M.P. Panetta, L.Perrone, C. Pinto, F. Ricciardi, G. Rispoli, P. Savina, V. Scherini
The Pierre Auger Observatory
500 members, 17 countries, 84 journal papers since 2004
Surface detector 3000 km2
an array of 1660 Cherenkov stations
on a 1.5 km hexagonal grid (~ 3000
km2)
Fluorescence detector
4+1 buildings overlooking the
array (24+3 telescopes)
Radio detector
153 Radio Antenna → AERA
Low energy extensions
- Dense array (24km2) plus
muon detectors → AMIGA
- 3 further high elevation FD
telescopes → HEAT
Auger upgrade program: Auger Prime
3.8 m2 (1 cm thick) scintillators on each of the main array station
Auger Collaboration @ ICRC 2017
Scintillators sensitive to the electromagnetic
content of the shower
Moreover
- Upgraded and faster electronics
- Extension of the dynamic range
- Cross check with underground
buried AMIGA detectors
Scenario 1 : maximum rigidity - Extension of the FD duty cycle
Scenario 2: photo-disintegration
Large Scale anisotropy at the highest energies
Science 315 (2017) 1266
E > 8 EeV
Exposure=76800 km2sr y
3D dipole →
Interpretation Inhomogeneus large scale distribution of sources
Diffusion in extra-galactic magnetic field by nearby sources
Indication of anisotropy at intermediate scale
The Astrophysical Journal Letters, 853:L29 (2018)
New study motivated by Fermi-LAT observations of high-energy gamma rays
PRELIMINARY!
AGN from 2FHL catalog.
17 bright objects within 250 Mpc. TS = 15.2 Eth> 60 EeV
Flux >50GeV as proxy for UHECR
fani ~ 7% Ψ = 7°
Starburst Galaxies 23 bright objects within post-trial probability
250 Mpc. Radio Flux > 1.4 GHZ as proxy for 3 x 10-3 (~ 2.7 σ)
UHECR
Method: sky model as the sum of an
isotropic fraction plus the anisotropic
component from selected sources fani TS = 24.9 Eth> 39 EeV
fani ~ 10% Ψ = 13°
Test statistics (TS): likelihood ratio post-trial probability
4 x 10-5 (~ 4.9 σ)
TS=2log[L(Ψ,fani)/L(fani=0)]
fani and Ψ ( search radius) free parameters
Directional exposure and relative Attenuation according to JCAP04 (2017) 38.
weight of sources taken into account. Negligible for nearby objects (starburst)
Multi-messenger Astronomy + statement on the recent TXS blazar neutrino emitter at the NFS press conference (paper in preparation)
Gruppo Auger di Lecce: anagrafica e percentuali
2018
2019
- 2 senior fisici (Ivan, Viviana)
- 1 senior ingegnere (Stefano)
+ 2 Dottorandi (Fabio, Pierpaolo)
2 Laurandi Magistrali
(F. Alemanno, A. De Benedetto)
4 Laureati Magistrali
(G. D’Alessandro, G. Fersurella,
I. Paladini, P. Savina)
4 Laureandi Triennali in fase di
svolgimento
(C. Cardellini, A. Franco, A.
Palazzo,V. Valletta)
Il gruppo di Lecce: responsabilità
Detector
Photon search anaylsis leader (C. Bleve)
Responsabilità per l'infrastruttura di produzione a Lecce per
conto di Auger (G. Cataldi)
Referente per il calcolo di Auger al CNAF (G. Cataldi)
Responsabilità per elettronica di front end (G. Marsella)
Task leader per SSD (D. Martello)
Responsabilità dei task di perfornance del rivelatore ibrido
(L. Perrone, fino a Marzo 2018)
Responsabile nazionale (D. Martello) Istituzionali
Co-chair del Collaboration board (L. Perrone)
Membro del Publication committee (L. Perrone, da Marzo 2018)
Il gruppo di Lecce: partecipazione a conferenze
2017
G. Cataldi EPS (Venezia)
D. Martello ICRC (Busan)
D. Martello(inv) SIF (Trento)
L. Perrone TAUP (Sudbury)
I. De Mitri ITSRA (Cape Town)
ISAPP 2019@Malargue
Responsabilità
dell’organizzazione
L. Perrone ISAPP (Ferrara) 2018
D. Martello TeVPa (Berlino) Agosto 2018
F. Convenga SIF (Cosenza) Settembre 2018
Settembre 2018
P. Savina SIF (Cosenza)
Attività di analisi svolta a Lecce
Performance del rivelatore ibrido
calibrazioni, on-time e data quality
Misura dello spettro energetico
spettro ibrido in particolare (misura di ankle e soppressione)
Ricerca di fotoni primari
mediante il rivelatore di superficie. Test per modelli di fisica esotica
Tecniche di ricostruzione basate sul modello di “universalità”
Manifestazione di interesse allo studio di correlazioni (con astrofisici)Performance e long term per il rivelatore ibrido
Hybrid detector ontime
Nominal value
Influenced by:
- Telescope status
- Wheather conditions
- Connection to SD
FD Energy > 1 EeV (distance to Xmax < 25 km, 90% of the total events)
Reconstructed energySpettro energetico con eventi ibridi
@ ICRC 2017
Esposizione del detector
valutata in modo realistico
sulla base di ontime,
atmosfera ed effcienza di
ricostruzione
Demanding dal punto di vista del calcolo gestito al CNAF
(il nostro gruppo si occupa del calcolo per l'intera collaborazione italiana)
Disastro del CNAF ci ha molto danneggiati…..Ricerca di fotoni primari 4 photons candidate above 10 EeV Strictest limits at E> 1 EeV Top-down model strongly disfavored CR proton dominated scenario start to be disfavoured
Attività di costruzione e analisi legate
all'upgrade, svolte a Lecce
Meccanica
Assemblaggio dei moduli, allestimento di una stazione di test con
RPC, test dei PMTs
Test di uniformità e misura del MIP
Elettronica
Messa a punto del front-end. Analisi.
Sistema operativo e tool di monitoring
Analisi per upgrade:
- Test dei moduli SSD (uniformità e performance con stazione di test)
- Estensione del range dinamico (simulazione small PMT)
- Simulazione di elettronica a 120 MHz e trigger, risposta degli SSDStatus of the production
• In Lecce, we have fully assembled 130 detectors
• Out of them 122 are fully tested with the available validation
facility
• The first 45 detectors were shipped to Malargue on May 16th and
arrived on July 9th
Lacking
of
corners
SSD ID
Christmas
Easter and 12 May: duplicated the
Grenoble production line.
Meeting
Lacking
of
fibers N. of days from 3-Oct-2017Analisi per verificare la qualità, la performance e l’uniformità della risposta dei moduli
Stress test nel campo
Current status of the SSD Production:
Institution Produced Unit done/total Production starting time
Aachen 25 (18%) February 2018
Grenoble 13 (15%) March 2018
KIT 170 (34%) November 2017
Krakow 104 (58%) December 2017
Lecce 130 (58%) October 2017
Nikhef 42 (30%) January 2018
Total 484Upgrade: elettronica di Front-End: attività a Lecce
UUB_v2
Front-end per la nuova scheda di acquisizione
10 unità realizzate da SITAEL
FPGA Xilinx 7020 con un doppio processore ADC a
12 bit, 120 MHz
Design dei 10 canali, filtro antialiasing e
contribuito all’installazione e configurazione del
firmware e del software per il funzionamento
della scheda.
Sviluppo del DAQ
Dottorando “industriale”
(6 mesi in USA)
- Sistema operativo
- Sviluppo di tool di
monitoringEstensione del range dinamico: attività a Lecce
E> 1019.5 eV ~ 50% events have a saturated station
Implementazione di uno “small
PMT” nella simulazione del
rivelatore di superficie
Porting del software sviluppato
nel framework offline del
rivelatore upgradatoTimeline e accesso a risorse officina meccanica
Nuovo supporto borsa diplomati
F. Santoro 12m/uomo
2017 → 45 Moduli (frame, meccanica, scintillatore, fibre, pannelli)
Testati nella muon tower per la fine del 2017 inizi 2018
Pronti per la spedizione OK, fatto
Previsione per il 2018:
90-135 Moduli completi OK, fatto
Previsione per il 2019:
+ 90-135 Moduli completi
Richieste all'officina
12 mesi/uomo supporto meccanico
12 mesi/uomo supporto tecnico generici
Richieste finanziarie all'ente in linea con il 2018 nella logica del
finanziamento complessivo spalmato su 3 anniTimeline e accesso a risorse laboratorio di elettronica
2019:
- Progettazione UUB_finale
- Integrazione e manutenzione del sistema operativo
- Partecipazione all’installazione dell’elettronica e alla definizione
delle procedure di test e verifica del corretto funzionamento delle schede
Richieste al laboratorio
13 mesi/uomo
45% tecnologoAllestita e operativa una stazione per turni remoti del detector di fluorescenza
Particolare ringraziamento a
Pierpalo, Viviana, Carlo e Fulvio
Richieste al servizio calcolo
1 mese/uomo supportoOutreach
Tutto il gruppo impegnato in varie iniziative (vedi presentazione di Gabriella)
International cosmic day 2017
Notte della ricerca
Alternanza Scuola-Lavoro
Apertura di una sigla C3M (terza missione, raggi cosmici)BACKUP
Fluorescence detector Pierre Auger
Observatory
1.5 km
1.5 km
1.5 km
Camera: 440 Aperture of the Surface detector
PMTs pixels: 1.5°
1.5 kmHybrid Event reconstruction
Energy estimator
Longitudinal profile: FD
Density of particles at the ground: SD
Use the energy scale provided by FD
to calibrate the entire SD data sampleThe energy spectrum of high energy cosmic rays
1 particle cm-2s-1
Direct measurement:
“knee”
satellites (AMS), High-altitude ground array, 1 particle m-2y-1
balloons (CREAM) ~0.01 km2 ARGO-YBJ, Above LHC energy
Tibet ASg
Ground array ~ km2
Kascade-Grande, Icetop
Ground/Hybrid array
Auger 3000 km2
TA 700 km2
“ankle”
1 particle km-2century-1
courtesy of R. Engel@ICRC 2017
First “light” from the upgraded detector
Inter calibration between WCD
and SSD
@ICRC 2017Puoi anche leggere
