La physiques des EECRs Le projet EUSO EUSO au LAPP Simulation Surface Focale

1. EUSO • La physiques des EECRs • Le projet EUSO • EUSO au LAPP • Simulation • Surface Focale • Mesure de fluorescence • Conclusion

2. EUSO • La physiques des EECRs • Le projet EUSO • EUSO au LAPP • Simulation • Surface Focale • Mesure de fluorescence • Conclusion

3. Spectre des rayons cosmiques  E-x x = 2.7 x = 3.0 x = 2.7 RCUE

4. Spectre des RCUEs

5. 3 questions = 3 inconnues • Spectre d’énergie • Nature (p, Fe, g, n… ) • Sources inconnu ! inconnue ! inconnues ! • Inconnue supplémentaire :La coupure GZK est-elle violée oui ou non ?

6. EUSO • La physiques des EECRs • Le projet EUSO • EUSO au LAPP • Simulation • Surface Focale • Mesure de fluorescence • Conclusion

7. EECR Gerbe atmosphérique Transmission dans l’air Fluorescence de l’air Rayonnement Cerenkov Diffusion sur le sol

8. 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 mde diamètre • ~5000 PM multi-anodes • 1 - 2.5 x 105 Pixels

9. Hamamatsu R5900-M-16/64 Description du télescope Structure porteuse intermédiaire « Alenia » (Italie) • Surface focale: • Structure porteuse FS • (France) • électronique • ( Italie et France) • PM Multi-anodes • ( Japon ) Optique d’EUSO (NASA) : Lentilles de Fresnel Interfaces / Lanceur + Module ISS

10. EUSO • La physiques des EECRs • Le projet EUSO • EUSO au LAPP • Simulation • Surface Focale • Mesure de fluorescence • Conclusion

11. EUSO-LAPP 2002 : • Les Hommes • P. Nédélec • D. Naumov (VE) • P. Colin (T) • F. Cadoux (IE) • P. Chardonnet (LAPTH) • J-P Mendiburu • J-P Vialle • C. Girard • Les activités • Simulation (SLAST) • Surface Focale • Fluorescence (MACFLY) • Étude des bruits de fond

12. Simulations Shower initiated Light Attenuated to the Space Telescope • Géométrie: 3D EUSO 1. Gerbes descendantes touchant le sol dans le champs de vue. 2. Gerbes descendantes ne touchant pas le sol dans le champs de vue 3. Gerbes montantes. 2 1 • Courbure de la terre • Atmosphère sphérique 3 • Atmosphere US Standard, Isothermal, LOWTRAN7.1 tabulated profiles.

13. Simulations Shower initiated Light Attenuated to the Space Telescope • Développement de la gerbe 20 @10 eV Fe • GIL parametrization of CORSIKA for Ne(x) • Hillas parametrization for the energy distribution of electrons • Today the longitudinal profile only is taken into account…the transverse is underway p

14. Simulations Shower initiated Light Attenuated to the Space Telescope • Atmosphere response un exemple de LOWTRAN7.1: transmission verticale de h à l’infinie h=100 km Two options: • Analytic treatment: Rayleigh & Mie scattering • LOWTRAN7.1 (default) an interface to lowtran is written  LOWTRAN is a part of SLAST h=0 km

15. Les résultats Nombre d ’évènements par an pour un intervalle d’énergie de 1019eV (flux basé sur AGASA) AUGER EUSO x 6 Zone de calibration avec AUGER

16. Les résultats Répartition des évènements en fonction de leur angle d’incidence et de leur énergie (flux basé sur AGASA) FLUX: Nb/an Nb/an détecté par EUSO neutrino proton

17. Activité Mécanique au LAPP : Étude de la structure de la surface focale Par Frank Cadoux • Liste des items à couvrir : • Structure porteuse FS • Intégration des macrocells • Aspect thermique • Etancheité lumière • Gestion-Intégration éléctronique (cables + boitiers + …) • - etc …

18. Fluorescence de l’air : 337 357 Forte incertitude: exemple : 40% de variation entre les différentes mesures pour la raie 391. Erreur de 40% sur 391 20% sur l’énergie 391 Nagano et al, 2000 ONLY (Palermo,Paris) Paris low energy spectrometr AIRFLY (Rome) FLASH(SLAC) SLAC MACFLY(CERN) Medium energy (Campaninas) Karlsrhue Cofin (Italy) Expérience concerné : HiRes, Auger, EUSO, OWL, ASHRA, TUS…etc. • FIWAF (Salt Lake, oct 2002) : • mise en évidence des problèmes • solution : nouvelles mesures • définition des dépendances à mesurer • collaboration entre les groupes (FLY-trap) Prochain Workshop : Allemagne oct. 2003, brésil oct. 2004

19. MACFLY Measurement At Cern of Fluorescence Light Yield BUT: Mesurer les dépendances de la fluorescence avec : • La pression(de 0 à 1 bar ) • La température • La composition de l’air(O2, Ar…) • Les impuretés(humidité,CO2,O3 …) • L’énergie des particules (1 MeV à 100GeV) • La nature des particules (e-,,p…) • La présence de lumière Cerenkov Mesurer la fluorescence produite par une véritable gerbe :

20. Dispositif expérimental de MACFLY N2 O2 Ar H2O POMPE O3 Capteurs: Contrôle P,T,H2O Déclencheur de gerbe Miroirs Gerbe Calorimètre faisceau 5 photons par mètre de trace Trigger Trigger Efficacité total du détecteur simulé en root : 2% 100GeV e- gerbe : 12 photoélectrons Lentilles en quartz Blindage (plomb) PMT

21. Line Energy Frequency PS 5-15 GeV 1spill / 2s SPS 25-100 GeV 1spill / 14s Utilisation du CERN • Faisceau de tres haute énergie: jusqu’à 100GeV • différentes Particules utilisables:electron, pion, proton. • Flux : 10 000 particule/spill. Zone Expérimentale Laser UV Faisceau e-,p- DAQ CERN-SPS-X5 Test Beam line Control room

22. Collaboration : France : Collège de France (PARIS), ISN (Grenoble) Europe : LIP (Portugal), Italie ? International : groupe FLY-trap (FIWAF) Agenda : Mesure en Labo avec source radio-active et Laser UV : printemps 2003 Faisceau test du CERN : été 2003 et 2004 Fin de l’expérience : 2005

23. Sur l’ISS en 2008