• 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 …

Bruits : la Terre vue de nuit

Nuages & albedo

Réflectance de la Terre le 22 juin 2002 au dessus de 20%

• 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