(très) bref rappel historique État de l’appareil Coûts Résultats acquis, et en cours Suite et fin David A. Smith, pour la collaboration Conseil scientifique.

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2 (très) bref rappel historique État de l’appareil Coûts Résultats acquis, et en cours Suite et fin David A. Smith, pour la collaboration Conseil scientifique de l’IN2P3 le 5 juin 2003 L’État de l’expérience CELESTE Thémis CAT CELESTE

3 Les débuts de CELESTE extrait de la proposition d’expérience, mars 1996.

4 En 1993 nous voulions écrémer la fenêtre 30 < E  < 300 GeV avant l’arrivée de VERITAS/MAGIC en 2001 (et HESS), et de GLAST en 2005. HESS est, finalement, les premiers. Veritas & Magic sont retardés. Lancement GLAST prévu octobre 2006. Stacee, version américaine de Celeste, est au même point que Celeste. Graal abandonné, Solar-II en difficulté.

5 Les étapes principales… Approuvée par le c.s. de l’In2p3 juillet 1996 Prototype (6 héliostats, optique et électronique provisoires) 1996/1997 (détection flare Mrk 501 par CATavril 1997) Bilan de la construction devant c.s. (Eric Paré) juin 1998 Détection Crabe annoncée (80 GeV, 18 héliostats) décembre 1998 Extension >40 héliostats approuvée par c.s.décembre 1998 40 héliostats, détections Crabe & Mrk 421 60 GeV1999/2000, 2000/2001 Données Mrk 501, 3C66A, 1ES2344+514, PSR B1951+32 Re-câblage du trigger pour 53 héliostatsOctobre 2001 +13 héliostats fiabilisésOctobre 2002 Météo dégradée, conjonction Saturne-Crabe2001/2002, 2002/2003 Données M31 et Draco (SUSY), 1ES1426+428 ---------------------------------------------------------------------------- Crabe avec 53 h éliostats 2003/2004 (confirmation de la sensibilité, confirmation de la recherche du pulsar) M31 (SUSY), 3C66A (blazar classique), W Com (blazar neutrino?)

6 Heliostat i : A i (t)  photon Electromagnetic shower : e +, e -  Cherenkov photons Tower L’état de l ’appareil 53 héliostats de 54 m 2 chacun utilisés. 41 héliostats en 6 groupes pour le déclenchement 12 héliostats dépointés pour améliorer le rejet des rayons cosmiques. Flash ADC 1 GHz ; « radio »héliostats ; et acquisition fiabilisés Prise routinière de données lidar, photométrie, radiométrie. Salle de contrôle de CELESTE dédoublée dans celle de CAT. <3 belles nuit par mois depuis 15 mois.

7 Le coût de CELESTE : ressources humaines 31 chercheurs signataires de la 1ère publication scientifique. 1 = Ecole Polytechnique 3 = LAL 5 = CESR 6 = U. Perpignan 7 = CEN Bordeaux 8 = Collège de France 9,10 = Rép. Tchèque Le GAM (Montpellier) a remplacé le LAL en 2000. 26 ITA + 30 chercheurs signataires de l’article « détecteur » E. Paré et al, Nucl. Instr. Meth. 490A (2002) pp.71-89 BILAN : ~20 ITA pendant la construction (1996-1999), ~6 ITA dans la durée. 12 chercheurs à plein temps depuis 1996, dont la moitié « volatile » (doctorants et post-doctorants).

8 Le coût de CELESTE : financements

9 Résultats Préparation concrète pour les manips futures.

10 Markarian 421 J. Buckley, Astropart. Ph. 11 p.119 (1999) Egret « Markarian 421 » Un AGN (‘ Active Galactic Nucleus ’) dont le jet serait orienté vers la terre. Type d’AGN appelé ‘ blazar ’ ou ‘ BL Lac ’. z=0.031 => 4x10 8 light years. F. Piron, A.Jacholkowska, E. Nuss (GAM) for the CELESTE collaboration accepted for ICRC 2003 (Tokyo)

11 Thèse Emmanuel Durand (CENBG) (Astron. Astrophys. in preparation) CELESTE Crab Pulsar Search Excess compatible with expectations but only in one data set => upper limit (try again in Fall!)

12 Thèse Emmanuel Durand (CENBG) (Astron. Astrophys. in preparation) CELESTE Crab Pulsar Search

13 La suite, et la fin Des bonnes raisons pour continuer Des bonnes raisons pour continuer VERITAS & MAGIC ont pris du retard - avec Stacee on est seuls en hémisphère du nord. L’appareil est stable et la maîtrise des systématiques progresse bien. La Science que nous voulions faire au départ reste ( globalement ) intacte. Des bonnes raisons pour arrêter La méteo à Thémis est infâme La nature est moins généreuse que le catalogue Egret nous a fait penser : La sensibilité de CELESTE est 0.6 Crabe pour 3 bonnes nuits d’observations. Aujourd’hui on ne prédit >Crabe/10 à 50 GeV que pour ~5 AGNs du nord. (C’est pire pour SNR etc.) *FLASH* Une analyse améliorée, de données Crabe & ‘421 avec “veto”, apporte une facteur qualité Q=1.7, soit 0.4 Crabe en trois nuits. (Philippe Bruel & Hakima Manseri, Ecole Polytechnique) Mais, ceci avec très peu de données: confirmation à l’automne.

14 2003-2004 : un bon compromis 2003-2004 : un bon compromis Tentative de confirmation du pulsar du Crabe. Premier « faisceau test » (=Crabe) avec appareil complet ( intéressant pour toute discussion type « instrument futur 10 GeV au sol ». ) Au même prix -- M31 (Susy), et deux AGNs prometteurs > W Com - blazar qui colle mal avec modèles électromagnétiques. Un modèle hadronic prédit un flux accessible par CELESTE. En ce cas, archetype d’AGN neutrino. > 3C66A - intense pour Egret, campagne satellite prévue à l’Automne. Le besoin de forces sur GLAST se ressent de plus en plus. Plusieurs d’entre nous (de Montpellier et de Bordeaux) souhaitent passer à plein temps pour la préparation de GLAST.

15 Au CENBG 15 ans après EGRET mais 25 fois plus performant. Au CENBG: Étalonnage du système de mesure de l’énergie des rayons gamma, auprès des accélerateurs de particules (CERN/Genève, GSI/Darmstadt, Stanford USA). Développement de la méthode d’étalonnage en vol. Tout cela afin d’être en première ligne pour mesurer les spectres de noyaux actifs de galaxies dès le lancement. GLAST ~300 astres EGRET deviendront 9000 pour GLAST Première cartographie du ciel dans la fenêtre d’énergie ouverte par CELESTE ça Au CENBG on travaille sur ça

16 Résultats (en cours)

17 GLAST au CENBG NOTRE AMBITION: dès 2007, exploiter les données pour faire une belle science. Mais: GLAST est grand & complexe, et nous sommes petits. Stratégie pour les 4 ans avant le lancement: i) la calibration du calorimètre est une voie royale Physiciens nucléaires et des particules à l’origine, expérimentateurs, instrumentalistes, nous avons de réelles compétences dont la collaboration a besoin. « Engineering module » en faisceau de protons; d’ions lourds; d’électrons. Compréhension détaillée de la réponse de l’instrument (simulation vs. données). Intégration des résultats dans les codes d’analyse de GLAST. Ainsi, nous voulons être parmi les premiers à maîtriser les données brutes. ii) L’étude des astres avec GLAST est la suite naturelle de nos études actuelles. Nous sommes devenus astrophysiciens avec CELESTE et nous continuons à apprendre. CELESTE, avec son petit champ de vue et mauvaise cycle utile, nous oblige de penser très fort au choix des cibles individuelles. Ce choix, et l’interprétation des résultats, passent par la maîtrise des données à toute longueur d’onde. De plus en plus, récupérer les données des satellites actuelles ( RXTE, INTEGRAL) et du sol = entraînement pour analyse GLAST.

18 Experimental setup Pb moving table CERN run (June 2002) 1 week of beam time on the H4 beam line (thanks to CMS)

19 Degrader 58 Ni Beam Fragments Target FRS Experimental setup One single beam: 1.7 GeV/nucleon 58 Ni All fragments are produced simultaneously. The energy is changed by varying the target thickness. Great flexibility! GSI Beam time request: 15 shifts (5 days) of 1.7 GeV/nucleon 58 Ni 10 shifts (3.3 days) granted by the PAC