1 / 34

Nature des Rayons Cosmiques d’Ultra Haute Energie (UHERC)

Nature des Rayons Cosmiques d’Ultra Haute Energie (UHERC). Gilles Maurin. PCC - Coll è ge de France. Plan. Problématique d’Auger : Importance de l’identification de la nature du primaire ? Méthodes de discrimination :

dex
Download Presentation

Nature des Rayons Cosmiques d’Ultra Haute Energie (UHERC)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Nature des Rayons Cosmiques d’Ultra Haute Energie (UHERC) Gilles Maurin PCC - Collège de France

  2. Plan • Problématique d’Auger : • Importance de l’identification de la nature du primaire ? • Méthodes de discrimination : • Xmax, densité de muons, rayon de courbure… Etude multidimensionnelle • Etat actuel d’Auger : • Développement des cuves, électronique…

  3. Spectre des Rayons cosmiques (1) 100 km/h !! Zone connue

  4. Au dessus de GZK Spectre des Rayons cosmiques (2) Coupure GZK

  5. Questions ??? • Quelle est leur énergie ? • Energie supérieure à la coupure GZK ? • D’où viennent-ils ? • coupure GZK  sources proches de nous  100Mpc • Quelle est la nature de ces rayons cosmiques ? • p, n, , noyau, neutrino…

  6. Bottom - Up Nature des rayons cosmiques primaires (1) • Mécanismes astrophysiques violents : • Noyaux Actifs de Galaxies • Super Novae…  Signature: Particules primaires = particules chargées(proton, noyaux)

  7. Top-Down Nature des rayons cosmiques primaires (2) • Désintégration, annihilation… • d’une particule “X” : • Défauts Topologiques (cordes, monopôles...) • Particules métastables reliques du Big-Bang  Signature: Particules primaires = protons, photons et neutrinos

  8. Front de particules Formation des gerbes atmosphériques Rayon cosmique Première Interaction Formation de la cascade électromagnétique

  9. 1ère interaction n 2n±   e e e e   e e Xmax Nmax Cascade de nucléons Cascade de pions Cascade EM Désintégration ± Hadrons près du coeur     e e e    z Formation des gerbes Sol 90% de  (>50 keV) 9% d’électrons (>250 keV) 1%  (>1 GeV)

  10. Front de particules Typiquement au maximum de la gerbe : 600  109 photons 60  109 électrons 0.6  109 muons (gerbe a 1020 eV ) Excitation du diazote de l’air  émission isotrope de photons UV Détecteur de Fluorescence

  11. Le détecteur de fluorescence Xmax signal Nmax t

  12. Xmax photon - proton – fer Le fer atteint son maximum de développement avant le proton (à même énergie) 1020 eV

  13. Distribution des Xmax Proton - Fer Distribution des Xmax à un angle donne et à une énergie donnée 1020 eV vertical • Besoin d’étudier ces distributions à chaque angle et chaque énergie • Besoin d’estimer l’effet de la détection sur la discrimination • Besoin de quantifier le pouvoir discriminant  Outil statistique

  14. Le facteur de mérite s1 s2 m1 m2

  15. Exemple de facteur de mérite Paramètres de discrimination Valeur moyenne(100 showers) M=0.5 M=1 M=1.5

  16. Facteur de mérite du Xmax Xmax mesure exacte Xmax à 30g/cm2 A tout angle

  17. Le réseau de surface 1,5 km

  18. SD : Reconstruction en temps Front de particules A partir de ces temps : reconstruction de ladirection d’arrivée etde la forme du frontde la gerbe. T2 T3 T4 T1 1,5 km

  19. Rayon de courbure Proton - Fer Le rayon de courbure du fer est plus grand que celui du proton. (à même énergie)

  20. Rayon de courbure Proton - Fer Rayon de courbure en km

  21. Facteur de mérite : Rayon de courbure Mérite facteur

  22. Photon Electron Muon Signal déposé par les muons Signal dans les cuves Loin du cœur de la gerbe Signal enregistré par les 3 PM :

  23. Densité de muons au sol • Environ 30% de muons en plus pour les fer que pour les protons (à même énergie)

  24. Facteur de mérite : densité de muon

  25. Facteur de mérite : Comparaison (1) Muon density (accuracy = 10%) Radius Curvature T80 Rise Time T80 Xmax (accuracy = 30g.cm-2) Muon density (accuracy = 20%) Mesure de la densité de muon est le meilleur critèrede discrimination à 20o

  26. Muon density (10%) Radius Curvature T80 Rise Time T80 Xmax (30g.cm-2) Muon density (20%) Facteur de mérite : Comparaison (2) Rayon de courbureest le meilleurdiscriminant à 40o

  27. Etude multidimensionnelle Facteur discriminant = Combinaison linéaire Proton Iron i ajustés pour maximiser le facteur de mérite Facteur de merite  2  Discrimination améliorée

  28. Conclusion • Etude des gerbes atmosphériques : •  Définition des critères de discrimination •  Note interne et présentation au meeting de collaboration • Développement en cours : Muon Counting + reconstruction CdF Etude de l’information donnée par le détecteur Simulationde gerbes Analyse multidimensionnelle& composition UHERC SDSim + Reconstruction Progrès fait en cours Futur…

  29. Travaux en cours : Analyse • Amélioration de la mesure de l’énergie des UHECR • Etude de la direction d’arrivée des UHECRAnisotropie • Nouveau groupe de travail : CdF – LPNHE • Application aux premières données.

  30. Les cartes Unifiées (UB) • UB produites : 130 • UB à Malargue : 113 • UB installées : 36 • UB en production : 300 (à Malargue mi-janvier) • UB prévues : 500 mi-2004

  31. Le réseau actuel • 240 cuves installées • (dont 40 prototypes) • 114 cuves avec électronique • (dont 30 prototypes) •  •  120 km2 Le plus grand réseau du monde

  32. Les détecteurs de fluorescence • 3 baies installées sur Los Leonas • 3 baies installées sur Coihueco • 3 baies en cours sur • Los Morados

  33. 1er événement stéréo hybride

More Related