1 / 42

Tome Antičić Institut Ruđer Bošković

Visoko energetske kozmičke zrake Pierre Auger observatorij. Tome Antičić Institut Ruđer Bošković. Astročestična fizika na IRBu. IRB, svjetan novih trendova u znanosti, radi iskorak u astročestičnoj fizici. MAGIC experiement - Gama zrake 50 GeV do 30 TeV. Pierre Auger experiement

ailish
Download Presentation

Tome Antičić Institut Ruđer Bošković

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. Visoko energetske kozmičke zrake Pierre Auger observatorij Tome Antičić Institut Ruđer Bošković

  2. Astročestična fizika na IRBu IRB, svjetan novih trendova u znanosti, radi iskorak u astročestičnoj fizici MAGIC experiement - Gama zrake 50 GeV do 30 TeV Pierre Auger experiement - Nabijene čestice iznad 1 EeV

  3. Evolucija svemira danas UHECR Visoko Energetske kozmičke zrake Veliki prasak Vrijeme nakon velikog praska

  4. Što (ne)znamo o visoko energetskim kozmičkim zrakama • Kozmičke zrake su visoko energetske nabijene česticekoje pljušte na površinu planete. • 85% protoni, 12% He, 2% elektroni, 1% teže jezgre. • Ultra-visokoenergetske kozmičke zrake su one koje imaju energije iznad 1018 eV (1 EeV). • Znamo • energije (do 1020 eV). • energijski spektar • Ne znamo: • Gdje su stvoreni • Kako su stvoreni/ubrzani • Kako sa tako velikim energijama mogu proći tako velike udaljenosti • Što su(protoni, teže jezgre, fotoni,neutrini) • Da li su kozmičke zrake deflektirane magnetskim poljima • Možemo li raditi astronomiju kozmičkim zrakama??

  5. flux kozmičkih zraka vs energija Auger projekt fokusiran na najvišim energijama koje se mogu dosegnuti. Joule počestici! Teniska loptica 60 km/sat • jedna čestica u stoljeću po km2 energija

  6. Aktivna Galaktička Jezgra

  7. Interakcije sa kozmičkom mikrovalnom pozadinom p + CMB  p + 0  n + + Za energije • For energy > 5 * 1019 Greisen, Zatsepin-Kuzmin (GZK) Cut Off Čestice > 5 * 1019 eV Moraju biti < ~ nekoliko*50 Mpc udaljeni

  8. Low-energy cosmic ray sky Putanja kozmičkih zraka do naše galaksije • Nabijene čestice su deflektirane: • međuzvjezdanim galaktičkim poljem u našoj galaksiji(~0.5kpc, 2μG) • intergalaltičkim magnetskim poljem(1.0Mpc, 1nG) • ~1020eV • Astronomija kozmičkih zraka E=1018eV E=1019eV E=1020eV

  9. Kako visoko energeske kozmičke zrake interagiraju sa atmosferom?

  10. Kako visoko energeske kozmičke zrake interagiraju sa atmosferom?

  11. Kako visoko energeske kozmičke zrake interagiraju sa atmosferom?

  12. Kako visoko energeske kozmičke zrake interagiraju sa atmosferom?

  13. Kako visoko energeske kozmičke zrake interagiraju sa atmosferom?

  14. Kako visoko energeske kozmičke zrake interagiraju sa atmosferom?

  15. electrons/positrons photons muons neutrons Djeluje nemoguće...

  16. Površinski detektori • veliki skup detektora (scintilatori,tankovi vode, etc) • detektiri mali dio čestica na površini • Pljusak detektiran samo na površini, razvoj pljuska u atmosferi se ne vidi. • razlika u vremenu dolaska – putanja • energija i kompozicija ovisi o MC simulaciji, koja ovisi o ekstrapolacijama hadronskih modela na niskim energijama • 111 Electron Detectors • 100 km2 • 27 Muon Detectors ex: AGASA 0 4km

  17. Florescentni detektori • Nabijene čestice u pljusku pobude molekule dušika u atmosferi. • Dušik se vrati u prvotno stanje, ali šalje u svim smjerovima UV zrake (80% između 300 i 450 nm). • Florescentna svjetlost se detektira sa fotomultiplikatorima po noći. Pljusak se vidi serijom detektora. • Detektira se progres pljuska (vremenski i energijski – količina svjetlosti je proporcionalna broju čestica u pljusku). • Operacija samo u noći, bez mjeseca i bez prašine i bez oblaka (oko 10% vremena) • Potreba za dobrim znanjem atmosferskih uvjeta (aerosoli, atmosfersko monitoriranje nužno: T, P, oblaci)

  18. Pierre Auger Observatorij Auger sjever planiran uColoradu 1938 Pierre Auger otkriva pljuskove prouzročene kozmičkim sudarima u atmosferi 17Zemalja 70 Institucija ~400 znanstvenika Auger jugjeovdje. Malargue je mali grad u pampama u Argentini blizu Anda.

  19. Pierre Auger Observatorij Hibridnidetektor • Auger spajapovršinskei florescentne detektore. • 1600 površinskih detektorarazdvojeni 1500 m. • 4 florescentna detektora. • 3000 km2površina. http://www.auger.org

  20. Površinski detektor Communications antenna GPS antenna Electronics enclosure Solar panels Battery box 3 9 inch photomultiplier tubes looking into the water collect light left by the particles Plastic tank with 12 tons of very pure water

  21. 4x6 floroscentnih teleskopa

  22. The fluorescence telescope 30 deg x 30 deg view per telescope

  23. Atmosfersko praćenje steerable LIDAR facilities located at each FD eye Central laser facility (fiber linked to tank) LIDAR at each FD building • light attenuation length • Aerosol concentration Balloon probes  (T,p)-profiles

  24. Događaj u florescentnom detektoru • Signal and timing time

  25. Typical flash ADC trace at about 2 km Detector signal (VEM) vs time (µs) Lateral density distribution PMT 1 PMT 2 PMT 3 Događaj u površinskom detektoru 18 detectors triggered θ~ 48º, ~ 70 EeV Flash ADC traces Flash ADC traces -0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 µs

  26. hibridnidogađaj longitudinal profile

  27. Prvi 4-struki hibridni događaj 20 svibanj 2007 Signal u sva 4 florescentna detektoraiu 15 površinskih detektora! 20 svibanj 2007 E ~ 1019 eV

  28. REZULTATI- spektar energija Exp Obs >1019.6 132 +/- 9 51 > 102030 +/- 2.5 2 Slope = -2.62 ± 0.03 Calibration unc. 18% FD syst. unc. 22% 5165 km2 sr yr ~ 0.8 full Auger year GZK cutt off! • sharp suppression in the spectrum is seen for the last energy decade • pure power law is rejected with 6σ ( E > 1018.6 eV ) and 4σ( E > 1019 eV )

  29. REZULTATI- Auger kemijska kompozicija Vjerojatno nisu samo protoni

  30. AGN Cen A II. The UHECR Sky is anisotropic REZULTATI- Auger mapa najenergičnijih događaja New data confirms correlation with AGN clustering. Chance probability: 2× 10-3 • 472 AGN with z < 0.018 (red crosses), 27 cosmic ray arrival directions with 3.1º circle, color indicates relative exposure, position of CenA (white cross).

  31. Što to znači? • anisotropija!(izvor joše nepoznat) • Intergalaktičko B-polje malo, kosmičke zrake dobri za mapiranje bliskog svemira Početak “astronomije nabijenih čestica”!

  32. Što očekujemu u budućnosti?

  33. Low-energy cosmic ray sky Astronomija pomoću kozmičkih zraka? 0º 5º

  34. Budućnost-Sjeverni Pierre Augeru Coloradu

  35. Down-going neutrinos Neutrinska Astrofizika Old hadronic shower Young neutrino shower

  36. Earth-skimming neutrinos Neutrinska Astrofizika

  37. Auger (and HiRes) neutrino limits Implications for Neutrino Astrophysics Pierre Auger Collaboration 2008, PRL submitted, arXiv:0712.1909(HiRes limits from: K. Martens for the HiRes Collaboration 2007, arXiv: 0707.4417)

  38. kontakt anticic@irb.hr http://www.irb.hr/hr/str/zef/z3labs/lve/

  39. Ekstremni svemir AGN Pulsar SNR Radio Galaxy GRB

  40. Kandidati za izvor UHECR

More Related