MAGIC e MAGIC II. Alessandro De Angelis Universita di Udine e INFN Commissione 2 INFN, Frascati, 5 Luglio Stato di MAGIC MAGIC II Richieste

Transcript

1 MAGIC e MAGIC II Alessandro De Angelis Universita di Udine e INFN Commissione 2 INFN, Frascati, 5 Luglio 2005 Stato di MAGIC MAGIC II Richieste

2 MAGIC Collaborazione di 17 istituzioni: Italia (~28%), Germania (~36%), Spagna (~24%), Russia, Polonia, Armenia, Finlandia, USA, Ucraina, Svizzera, Bulgaria. Sito: La Palma, Canarie, 2200 m slm Obiettivo principale: rivelazione di sorgenti γ VHE (>30 GeV, lo IACT con soglia piu bassa al mondo) Rivelatore : IACT,17 m, 240 m 2 di specchi di raccolta (il più grande al mondo). Field of view: gradi Camera: 577 pixels, di 2 tipi (1 e 2 risoluzione sul punto di 0.5 mrad) Risoluzione angolare sulle sorgenti: ~0.1 gradi (verificata su Crab) Movimento rapido (~20s) per puntare sui GRB

3 VERITAS (USA,UK1 ) 1: Oct 03 4: 2006? 100 m 2 MAGIC e i suoi concorrenti ( 7) Montosa Canyon, Arizona CANGAROO HESS MAGIC Già finanziato un 5^ grande telescopio per abbassare la soglia (->MAGIC) VERITAS # 4x 4x (->4+1) 1x (->2) 1x (->4->7) MAGIC (Germany, Italy & Spain) 1: Autumn m 2 ( 2) Roque de los Muchachos, Canary Islands area m Windhoek, Namibia HESS (Germany & France) 2: Sum 02 4: Early m 2 ( 16) Note In upgrade Piu sensibile di MAGIC, ma: soglia > 200 GeV, non adatto al follow-up dei GRB Ha cominciato a produrre risultati di fisica con un anno di vantaggio (1.5 anni di ritardata approvazione di MAGIC anche da parte INFN). Ritardi costruttivi CANGAROO III (Japan & Australia) 2: Dec. 02, 3: Early m 2 ( 4) Woomera, Australia

4 MAGIC in configurazione finale (240m 2 ) da settembre 2004 [NIMA 518 (2004) 188] Tecnica di analisi [NIMA 516 (2004) 511] Prime analisi ~300Hz shower rates Eth ~40GeV

5 Present running conditions May:?? June:??

6 Osservazione di Crab in settembre 04 Gamma ray event rate ~1Hz After hadron rejection ~0.5Hz For Crab ~20σ/ hr 1/2

7 Crab Crab: sensibilità di circa 20 σ/ora Crab T ~ 64 min Signal = 20 s.d. E visibile segnale a partire da 50 GeV GeV Quasi background-free a 500 GeV

8 Risultati e piano delle pubblicazioni 31 Papers sent to ICRC Will serve as a basis for publications, deadline Oct 14 Technical papers: subsystems and their performance Tracking and pointing, camera, mirrors, DAQ, etc. Overall performance Physics papers (2/7 coordinated by italians) 1ES (draft circulating) Crab (wobble, ON/OFF, lightcurve, spectrum, comparison with other experiments) Mkn421 (lightcurve, spectrum, multiwavelength) Mkn501 1ES HESS 1813 SgrA*

9 Crab (paper to ICRC) Misurato su 20 decadi Preliminary Synchrotron MAGIC I.C. X-Ray I.R. γ (MAGIC)

10 Mkn421

11 Mkn421 Contemporary observation with HESS December 2004: flare observed by RXTE Simultaneous observation with HESS on 18 Dec 04 allows - Cross calibration - Observation under different zenith angles => different energy ranges

12 Mkn501 Signal of ~ 0.5 Crab 17.6 sigma 6h data Flux in time??

13 γ-ray detection from the GC detection of γ-rays from GC by Cangaroo, HESS σ source < 3 ( < 7 pc at GC) -> No information about the shape hard E -2.21±0.09 spectrum fit to χ-annihilation continuum spectrum leads to: M χ > 12 TeV 10-7 E 2 dn/de 10-8 other interpretations possible (probable) 10-9 Chandra GC survey NASA/UMass/D.Wang et al. 15 TeV WIMP 6 TeV WIMP astro-ph/ , Energy [TeV] CANGAROO (80%) H.E.S.S. Whipple (95%) from W.Hofmann, Heidelberg 2004

14 Recent results push the mass towards 20 TeV; observations are taking place now

15 1ES 1959 (5 σ) HESS 1813 (5.6 σ)

16 Osservazioni per 2005/06 Schedula approvata in aprile; grandi protagonisti: 1. AGN flaring (anche con osservazioni multiwavelength coordinate con i satelliti X e l ottico) 2. GRB (il trigger con SWIFT funziona, MAGIC ha già ricevuto due trigger in un mese purtroppo con cattive condizioni metereologiche) 3. Dark Matter 4. Centro Galattico 5. Orizzonte cosmologico e determinazione dei parametri cosmologici 6. SNRs e l origine dei raggi cosmici 7. Sorgenti standard e ricerca di nuove sorgenti 8. Pulsar 9. Sui temi 1. e 2. i team di analisi sono sostanzialmente italiani, con PI italiani; partecipazioni italiane importanti su 3., 4. e 5.

17 Estensione a MAGIC II

18 La costruzione del secondo telescopio MAGIC (in corso di approvazione INFN da 1 anno), renderà MAGIC II lo strumento più sensibile al mondo Guadagno sulla sensibilita (fattore 2) Guadagno sulla risoluzione (fattore 2) Auspicabile il completamento entro fine 2006, per essere pronti MAGIC a I osservazioni simultanee con GLAST MAGIC II MAGIC II: sostanzialmente un clone di MAGIC I, con possibili miglioramenti Meccanica semplificata (specchi da 1m 2 ) già in test su MAGIC I Migliorata efficienza della camera (HPD o PM di nuova generazione) FADC più veloci: migliora il rapporto segnale/rumore + dettagliata analisi temporale

19 Time Schedule (as of Feb 05) In 2005 Telescope foundation is ready -- OK Telescope structure is ready --OK Camera construction starts (PMT modules) Mirror production starts AMC production starts Final HPD optimization In 2006 (VERITAS is ready) Camera with PMT is ready A half of mirrors and AMC are ready HPD production starts VCSEL production & ready Receiver boards production & ready FADC production & ready Trigger Production & ready Partial operation In 2007 (GLAST is in operation) Advanced Camera is ready All mirrors are put in place MAGIC-II is ready for full operation in the second quarter In 2008 (HESS-II is ready) The discussion on the next generation ultimate telescope system becomes serious

20 Investimento stimato per il secondo telescopio: 5000 keur (7000 keur con HPD camera) Chiesti nei preventivi INFN 2005 e confermati: 1400 keur per costruzione apparati (~700 keur per superficie riflettente, ~700 nuovo DAQ e processing)

21 MAGIC II e gli altri partner internazionali Germania (~36%, 2.2 MEUR) Approvato (1.5 MEUR da MPI gia disponibili) Spagna (~24%,1.2 MEUR) In attesa di risposta in questi giorni Italia (~28%, 1.4 MEUR)

22 Sommario e conclusioni Il caso scientifico dell astrofisica gamma con telescopi Cherenkov è chiaro Stereoscopia (HESS MAGIC) e bassa soglia (MAGIC HESS) sono entrambi riconosciuti come caratteristiche importanti MAGIC ha dimostrato di funzionare. Affinché l Italia possa essere competitiva oltre un orizzonte di 3 anni, e necessario complementarlo quanto prima con un clone, MAGIC II L asta per le opere civili di MAGIC II è partita