M. PunchHESS Phase I 1 MPI Kernphysik, Heidelberg Humboldt University, Berlin Ruhr-University,...
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M. Punch HESS Phase I 1
MPI Kernphysik, HeidelbergHumboldt University, BerlinRuhr-University, BochumUniversity of HamburgLandessternwarte HeidelbergUniversity of Kiel
LLR, Ecole Polytechnique, PalaiseauLPNHE, University of Paris VI-VIIPCC, College de France, ParisCEA SaclayCESR ToulouseLAOG GrenobleParis Observatory
University of Namibia, WindhoekUniversity of Potchefstroom
Durham University
Dublin Institute for Advanced Studies
Charles University, Prague
Yerevan Physics InstituteM. Punch, PCC-CdF / IN2P3
Pour la Collaboration HESS
Victor Hess en 1912
H.E.S.S. Phase I H.E.S.S. Phase I (High Energy Stereoscopic System)(High Energy Stereoscopic System)
M. Punch HESS Phase I 2
H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System)System)
Système de télescopes Cherenkov pour la detection des rayons Gamma
cosmiques de très haute energie
Les télescopes:
Miroir
108 m2 surface, 12 m diamètre, 15 m de focale
Caméra haute résolution
~960 PM, Gain 2105
0.16° / 2.8 mrad pixels
5° de champ de vue
16 ns fenêtre d'integration
Site
Namibie, 23°S, 15°E, 1800 m altitude
Seuil ~100 GeV
M. Punch HESS Phase I 3
Cibles Physiques pour l'Astronomie Cibles Physiques pour l'Astronomie GammaGamma• Quoi ?
• Galactiques:Restes de Supernova (SNR/RS), Pulsars,
µQuasars• ExtraGalactiques:
Noyaux Actifs de Galaxies ( NAG / AGN )• Exotiques :
sursauts Gammaraie/spectre d'annihilation des WIMPs...
• Pourquoi ?❏ Affirmation de l'hypothèse SNR comme
source des Rayons Cosmiques galactiques (ou ...)
❏ Comprehension de mécanismes d'acceleration, identification des particules émettrices, mécanismes de formation des jets
❏ Sondage du Fond Infra-Rouge...
• Comment ?❏ Par la technique Cherenkov Atmospherique
au sol❏ Par les détecteurs embarqués en satellite
M. Punch HESS Phase I 4
Estimated costs in kilo-Euros of H.E.S.S. phase I, for investments, excluding VAT (Value Added Tax); these M&S figures (Materials and Services) include purchased materials and services, excluding internal manpower and overheads :
H.E.S.S. : Coûts de la Phase IH.E.S.S. : Coûts de la Phase I
Item M&S (kE) En % InstitutionsSite infrastructure 1 527 20.0% HDTelescope foundations 318 4.2% HDDish and drive systems 1 636 21.5% HD, HHMirrors and mirror supports 1 117 14.7% HD, HHPhotodetectors and HV 902 11.8% HDCamera electronics and mechanics 1 475 19.4% FranceCentral trigger 26 0.3% HDDAQ 194 2.5% HU, HD, HHTelecommunications 49 0.6% HUTelescope monitoring 80 1.1% HH, HD, U-DurhamAtmospheric monitoring 63 0.8% U-DurhamTransport, logistics 103 1.4% HD, HH, HU, FranceR&D 129 1.7% HD, FranceTotal 7 619 100.0%
M. Punch HESS Phase I 5
Sharing of M&S investments by countries :
H.E.S.S. : Travail et Coûts de la Phase IH.E.S.S. : Travail et Coûts de la Phase I
Country M&S (k E) En %Germany 5 986 79%France 1 538 20%United-Kingdom 95 1%Total 7 619 100%
Estimated internal technical manpower for HESS phase I construction (in ManYears) :
Institution Engineers TechniciansMPIK Heidelberg 11,0 43,5Humboldt Universität 1,0 Universität Hamburg 2,0 6,0IN2P3 & CEA 25,4 11,2
Répartition des Chercheurs :~ 40 chercheurs en 7 pays, plus 20 post-
docsdont 18 chercheurs français, 4 post-docs
français
M. Punch HESS Phase I 6
Caméras :
Electronique rapide et integré960 pixels-photomutliplicateursPorte d'integration de 16ns
Mécanique dessiné pour facilité d'acces et depannage
Cones de Winston pour la collection de lumière
Acquisition :
Système d'acquisition integré dans les caméras
DAQ et interface utilisateur (avec HU, Berlin)
Analyse /Simulation :
Calibration des caméras (PMs, electronique)
Verification du pointé avec les étoiles
Simulation du detecteur et verification des performances
Analyse des données et détection des sources
Réalisations des Equipes FrançaiseRéalisations des Equipes Française
M. Punch HESS Phase I 7
Les Caméras de H.E.S.S.Champ de 5°, taille de pixel 0.16° (2.8 mrad)
960 pixels (Photomultipliers/PMs), en 60 “tiroirs”Facile d'accès pour reparation
Cônes de Winston montés sur une plaque devant les PMsRéduction de l'éspace mort entre les photocathodesRéjection de la lumière d'albedo (qui ne vient pas du miroir)
Temps d'integration 16 ns, temps de formation du trigger ~ 60ns
Signal mémorisé dans la mémoire analogique jusqu'à l'arrive du triggerSectorisation du trigger ("Topologique")
Acquisition integré dans la caméraDans un crate escamotable accessibilité Cable de alimentation en entree, trois fibre optiques sortant
Taille ~1.5 m cube, Poids ~820 kg
M. Punch HESS Phase I 8
/ degrees
Preliminary
On
Off
Résultats : Nébuleuse du Crabe – Octobre 2002Observations en Octobre 2002
Angle zenithale moyen ~ 50o
5 heures “livetime” sur la sourceCoupures en paramètres de l'image, optimisées avec Gammas simulés et 2 runs “off-source” (pas inclus)
Coupures fixé “Hillas”, 18.4 4.6 /minute
Prédictions de flux par CORSIKA, KASCADE et ALTAI different. Flux mésuré est ALTAI, plus haut que CORSIKA/KASCADE.
Preliminary
– Analyse en 2-D basé sur length/log(size) donne des résultats similaires
Carré de côtéCarré de côté50mrad, 2.86°50mrad, 2.86°
M. Punch HESS Phase I 9
Preliminary
Off
On
/ degrees
Résultats : PKS2155-304 – Juillet 2002Résultats : PKS2155-304 – Juillet 2002
Preliminary
Carré de côtéCarré de côté50mrad, 2.86°50mrad, 2.86°
Bl Lac, premier détection en Gamma au TeV par Durham Mark 6 en 1996
Observations en Juillet 2002
Angles zenithale plus près du Zenith2.2 heures “livetime” sur la sourceCoupures réoptimisé pour les petits angles zenithaux
Signal à 10.1 2.8 /minute
D'autres sources en cours d'analyse...
M. Punch HESS Phase I 10
CANGAROO : Trois teléscopes en operation, mais pas très performant...Electronique et miroirs moins performant, seuils élevé (320/800 GeV)Pas de déclenchement Stéreo
MAGIC : Un télescope (17m) en construction, operation en automne 2004 ?Structure et camera en placeLa moitié des miroirs, problèmes de côntrole des elements de miroir
VERITAS : Prototype en construction, 4 telescopes pour 2005, 7 pour 2007 ?Prototype avec demi-miroir, demi-caméra en cours de constructionSite, financement decidé
H.E.S.S. par rapport à la compétitionH.E.S.S. par rapport à la compétition
HESS
MAGIC
CANGAROO
VERITAS
MAGIC
M. Punch HESS Phase I 11
Status of the H.E.S.S. project W. Hofmann, for the H.E.S.S. collaboration
Performance of the H.E.S.S. cameras P. Vincent et al., for the H.E.S.S. collaboration
Observation of galactic TeV gamma ray sources with H.E.S.S. C. Masterson, for the H.E.S.S. collaboration
First results from southern hemisphere AGN observations obtained with the H.E.S.S. VHE gamma-ray telescopes A. Djannati-Atai, for the H.E.S.S. collaboration
Study of the performance of a single stand-alone H.E.S.S. telescope: Monte Carlo simulations and data A. Konopelko et al., for the H.E.S.S. collaboration
Application of an analysis method based on a semianalytical shower model to the first H.E.S.S. telescope M. de Naurois et al., for the H.E.S.S. collaboration
Mirror alignment and performance of the optical system of the H.E.S.S. imaging atmospheric Cherenkov telescopes R.Cornils et al., for the H.E.S.S. collaboration
The central data acquisition system of the H.E.S.S. telescope system C. Borgmeier et al., for the H.E.S.S. collaboration
Calibration results for the first two H.E.S.S. array telescopes N. Leroy et al., for the H.E.S.S. collaboration
Arcsecond-level pointing of the H.E.S.S. telescopes S. Gillessen, for the H.E.S.S. collaboration
A novel alternative to UV lasers in flat-fielding VHE gamma-ray telescopesK.M. Aye et al., for the H.E.S.S. collaboration
Atmospheric monitoring for the H.E.S.S. project K.M. Aye et al., for the H.E.S.S. collaboration
Implications of LIDAR observations at the H.E.S.S. site in Namibia for energy calibration of the atmospheric Cherenkov telescopes K.M. Aye et al., for the H.E.S.S. collaboration
Optical observations of the Crab pulsar using the first H.E.S.S. Cherenkov telescope A. Franzen et al., for the H.E.S.S. collaboration
e.g. ICRC 2003, Japon
13 contributions (6 orale)dont 4 orateurs français
Autres colloques:EPS, Aachen 2003Rencontres de Moriond,
2002IDM 2003, York...
CommunicationsCommunications
Contacts interdiciplinaires:GdR PCHEGdR SUSY
M. Punch HESS Phase I 12
Situation de la Construction des Télescopes de Situation de la Construction des Télescopes de H.E.S.S.H.E.S.S.
Aout 2002
Décembre 2002
All site infrastructure in placeControl building, Processor farm,
Residence buildingPower, Transformer, Telecom,
Microwave linkTelescope Mechanics
almost finishedDrive installations all finishedMirror installation proceeding
as Cameras arrive
M. Punch HESS Phase I 13
ConclusionsConclusionsHESS à commencé à prendre des données ! Données en mono-telescope sur certaines sources...
avec quelques détections, et des analyses en cours. Compréhension et calibrage de(s) détecteurs bien entamé
surtout à l'aide de muons voisins pour le calibrage. “Stereo”, prises des données avec Trigger Centrale en cours
baisse de la seuilInstallation de la Caméra 3 en septembre, Camera 4 en
decembrePlein sensibilité phase I (4-teléscope) début 2004
Plus de résultats physique à venir...