Evian 2002Colin&Naumov La physiques des EECRs Le projet EUSO EUSO au LAPP –Simulation –Surface Focale –Mesure de fluorescence Conclusion EUSO.

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1 Evian 2002Colin&Naumov La physiques des EECRs Le projet EUSO EUSO au LAPP –Simulation –Surface Focale –Mesure de fluorescence Conclusion EUSO

2 Evian 2002Colin&Naumov La physiques des EECRs Le projet EUSO EUSO au LAPP –Simulation –Surface Focale –Mesure de fluorescence Conclusion EUSO

3 Evian 2002Colin&Naumov Spectre des rayons cosmiques x = 2.7 x = 3.0 x = 2.7 RCUE  E -x

4 Evian 2002Colin&Naumov Spectre des RCUEs

5 Evian 2002Colin&Naumov 3 questions = 3 inconnues Spectre d’énergie Nature (p, Fe, , … ) Sources inconnue ! Inconnue supplémentaire : La coupure GZK est-elle violée oui ou non ? inconnues ! inconnu !

6 Evian 2002Colin&Naumov La physiques des EECRs Le projet EUSO EUSO au LAPP –Simulation –Surface Focale –Mesure de fluorescence Conclusion EUSO

7 Evian 2002Colin&Naumov EECR Gerbe atmosphérique Fluorescence de l’air Rayonnement Cerenkov Diffusion sur le sol Transmission dans l’air

8 Evian 2002Colin&Naumov 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 km 2 de surface active 200-500 évènements par an. Seuil en énergie de détection: 4.10 19 eV Champs de vision: 60° Lentilles : 2,5 m de diamètre ~5000 PM multi-anodes 1 - 2.5 x 10 5 Pixels

9 Evian 2002Colin&Naumov Description du télescope Optique d’EUSO (NASA) : Lentilles de Fresnel Surface focale: Structure porteuse FS (France) électronique ( Italie et France) PM Multi-anodes ( Japon ) Hamamatsu R5900-M-16/64 Interfaces / Lanceur + Module ISS Structure porteuse intermédiaire « Alenia » (Italie)

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11 Evian 2002Colin&Naumov EUSO-LAPP 2002 : Les Hommes –P. Nédélec –D. Naumov (VE) –P. Colin (T) –F. Cadoux (IE) –P. Chardonnet (LAPTH) –J-P Mendiburu –J-P Vialle –C. Girard Les activités –Simulation (SLAST) –Surface Focale –Fluorescence (MACFLY) –Étude des bruits de fond

12 Evian 2002Colin&Naumov Shower initiated Light Attenuated to the Space Telescope Géométrie: 3D EUSO 1. Gerbes descendantes touchant le sol dans le champs de vue. 2. Gerbes descendantes ne touchant pas le sol dans le champs de vue 3. Gerbes montantes. 1 2 3 Courbure de la terre Atmosphère sphérique Atmosphere US Standard, Isothermal, LOWTRAN7.1 tabulated profiles.

13 Evian 2002Colin&Naumov Shower initiated Light Attenuated to the Space Telescope Développement de la gerbe 1.GIL parametrization of CORSIKA for Ne(x) 2.Hillas parametrization for the energy distribution of electrons 3.Today the longitudinal profile only is taken into account…the transverse is underway @10 eV 20 p Fe

14 Evian 2002Colin&Naumov Shower initiated Light Attenuated to the Space Telescope Atmosphere response Two options: 1.Analytic treatment: Rayleigh & Mie scattering 2.LOWTRAN7.1 (default) an interface to lowtran is written  LOWTRAN is a part of SLAST h=0 km h=100 km un exemple de LOWTRAN7.1: transmission verticale de h à l’infinie

15 Evian 2002Colin&Naumov EUSO Nombre d ’évènements par an pour un intervalle d’énergie de 10 19 eV (flux basé sur AGASA) AUGER Les résultats x 6 Zone de calibration avec AUGER

16 Evian 2002Colin&Naumov Répartition des évènements en fonction de leur angle d’incidence et de leur énergie (flux basé sur AGASA) Les résultats FLUX: Nb/an proton neutrino Nb/an détecté par EUSO

17 Evian 2002Colin&Naumov Liste des items à couvrir : - Structure porteuse FS - Intégration des macrocells - Aspect thermique - Etancheité lumière - Gestion-Intégration éléctronique (cables + boitiers + …) - etc … Activité Mécanique au LAPP : Étude de la structure de la surface focale Par Frank Cadoux

18 Evian 2002Colin&Naumov Fluorescence de l’air : 337357 391 Forte incertitude: exemple : 40% de variation entre les différentes mesures pour la raie 391. Erreur de 40% sur 39120% sur l’énergie Expérience concerné : HiRes, Auger, EUSO, OWL, ASHRA, TUS…etc. FIWAF ( Salt Lake, oct 2002) : mise en évidence des problèmes solution : nouvelles mesures définition des dépendances à mesurer collaboration entre les groupes (FLY-trap) Prochain Workshop : Allemagne oct. 2003, brésil oct. 2004 Nagano et al, 2000 ONLY (Palermo,Paris) Paris low energy spectrometr AIRFLY (Rome) FLASH(SLAC) SLAC MACFLY(CERN) Medium energy (Campaninas) Karlsrhue Cofin (Italy)

19 Evian 2002Colin&Naumov La pression (de 0 à 1 bar ) La température La composition de l’air (O 2, Ar…) Les impuretés (humidité, CO 2,O 3 …) L’énergie des particules (1 MeV à 100GeV) La nature des particules (e -, ,p…) La présence de lumière Cerenkov Measurement At Cern of Fluorescence Light Yield BUT: Mesurer les dépendances de la fluorescence avec : Mesurer la fluorescence produite par une véritable gerbe :

20 Evian 2002Colin&Naumov POMPE H2OH2O N2N2 O2O2 Ar O3O3 Capteurs: Contrôle P,T,H 2 O faisceau Gerbe Trigger Déclencheur de gerbe Blindage (plomb) PMT Miroirs Lentilles en quartz Trigger Calorimètre Dispositif expérimental de MACFLY 5 photons par mètre de trace Efficacité total du détecteur simulé en root : 2% 100GeV e - gerbe : 12 photoélectrons

21 Evian 2002Colin&Naumov Utilisation du CERN Faisceau de tres haute énergie: jusqu’à 100GeV différentes Particules utilisables:electron, pion, proton. Flux : 10 000 particule/spill. Control room DAQ Laser UV CERN-SPS-X5 Test Beam line Faisceau e -,   Zone Expérimentale 1spill / 14s25-100 GeVSPS 1spill / 2s5-15 GeVPS FrequencyEnergyLine

22 Evian 2002Colin&Naumov Collaboration : France : Collège de France (PARIS), ISN (Grenoble) Europe : LIP (Portugal), Italie ? International : groupe FLY-trap (FIWAF) Agenda : Faisceau test du CERN : été 2003 et 2004 Mesure en Labo avec source radio-active et Laser UV : printemps 2003 Fin de l’expérience : 2005

23 Evian 2002Colin&Naumov Sur l’ISS en 2008