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Baikal-Amanda-IceCube. Neutrino-Astronmie in DESY Zeuthen. Christian Spiering, Technisches Seminar, Mai2004. Entdeckung der Kosmischen Strahlen 1912. Viktor Hess (Nobelpreis 1936). 1 TeV (HERA). Kosmische Strahlen. . . . Neutrino-Teleskope in Wasser und Eis. Super-K. Baikal.
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Baikal-Amanda-IceCube Neutrino-Astronmie in DESY Zeuthen Christian Spiering, Technisches Seminar, Mai2004
Entdeckung der Kosmischen Strahlen 1912 Viktor Hess (Nobelpreis 1936)
1 TeV (HERA) Kosmische Strahlen
Neutrino-Teleskope in Wasser und Eis
Super-K Baikal Antares Nestor Amanda Km3: IceCube
Lake Baikal: The Site 3600 m 1366 m NT-200
- 8 strings • 192 optische Module • Zeuthen: • 2 N2-Laser • DAQ in Uferstation • Div. Elektronik • Ersatzteil-Käufe • Finanz-Unterstützung
BED Wasserdicht: ~ 900 Stecker ohne Leck !!!
Eines der ersten Neutrino-Ereignisse, die mit dem Baikal-Teleskop registiert wurden. (1996)
NT-200 NT-200 140 m cascades Upgrade: NT-200+ 36 zusätzliche PMTs 4x besser Sensitivität !
A lesson on electro-corrosion + - 40m unexpected electro-corrosion after > 6 years
points of problems + - Two out of four cables have broken during installation works in Spring 2003. Detector runs only with 5 strings in 2003. Two new cables in March 2004.
Die Konkurrenz: Projekte im Mittelmeer 2400m ANTARES 4100m 3400m NEMO NESTOR
Neutrinoteleskope im Meer 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 Dumand Nestor Antares Nemo
Neumayer Amundsen-Scott Mirny Vostok Concordia Mc Murdo Dumont D‘Urville Antarktis
Südpol Dark sector Landebahn AMANDA Dome
AMANDA-II 677 optische Module an 19 Trossen Installation 1996-2000
Drilling Hot water drilling 2 MW power 3-4 days / 2 km 60 cm hole
Counting House The Counting House
AMANDA Event Signatures:Muons CC muon neutrino interaction track nm + N m + X
Himmelskarte Amanda-II, 2000 697 Spuren von unten Von oben: größtenteils nicht durch Neutrinos hervorgerufen
Crab - Nebula Sun Close by objects Cyg-X1 LMC SS-433 SMC 30 kpc = 90 000 ly
Suche nach dunkler Materie ( ) Amanda Suche nach einem Überschuss von Neutrinos aus der gegenseitigen Vernichtung von Teilchen der dunklen Materie, die vom Schwerefeld der Sonne eingefangen wurden.
10-14 10-15 10-16 10-17 10-18 0.50 0.75 1.00 = v/c Relativistische MagnetischeMonopole Soudan KGF Baikal MACRO Orito upper limit (cm-2 s-1 sr-1) Cherenkov-Licht n2·(g/e)2 Amanda electrons n = 1.33 (g/e) = 137/ 2 IceCube 8300
Count rates 0 5 10 sec Amanda/IceCube als Supernova Monitor Amanda-II B10: 60% der Galaxis A-II: 95% der Galaxis IceCube: bis zu LMC Amanda-B10 IceCube
IceTop AMANDA South Pole 1400 m 2400 m IceCube - 80 Strings - 4800 PMT • Instrumentiertes Volumen: 1 km3 • Installation: 2004-2010 ~ 80.000 atm. per year
Die IceCube-Kollaboration Bartol Research Institute UC Berkeley UC Iivine Pennsylvania State UW Madison UW River Falls LBL Berkeley U. Simón Bolivar, Caracas VUB, Brussel ULB-IHEE, Bruxelles U. de Mons-Hainaut Imperial College, London DESY, Zeuthen Mainz Universität Wuppertal Universität Stockholm Universitet Uppsala Universitet Kalmar Universitet South Pole Station Antarctica New Zealand Venezuela USA (10) Europa (11) Japan
Bohren: von Amanda zu IceCube Amanda IceCube Heat (surface) 2 MW 5 MW Time to 2400 m 120-140 hours 35-40 hours Fuel (gal/hole) 10,000 - 12,000 7,000 - 8,000 Set-up Time 5-6 weeks 18-25 days
Drilling ICECUBE
Digital Optical Module - (DOM) Captures waveforms with - 250 MHz first 500 ns - 40 MHz over 5000 ns Time-stamps each pulse - r.m.s. < 5 nsec Dynamic range - 200 PE over 15 ns - 2000 PE over 5000 ns Dead time < 1 % Noise rate < 500 Hz DOM 33 cm
HV Base Flasher Board DOM Mainboard Delay Board
96V DOM Power DOR: DOMReadout card Quad Cable Con. Power Switch Comm. DAC Clock & Time String port Comm. ADC PLD Comm. Rec. FPGA FLASH SRAM JTAG
DOR • Traffic over 2 km • twisted pair cable: • supply voltage • slow control • FADC output • synchro-signals • ( require 5 nsec accuracy) DOM