MAGIC e MAGIC II
Alessandro De Angelis
Universita’ di Udine e INFN
Commissione 2 INFN, Frascati, 5 Luglio 2005
Stato di MAGIC
MAGIC II
Richieste
MAGIC
• Collaborazione di 17 istituzioni: Italia (~28%), Germania
(~36%), Spagna (~24%), Russia, Polonia, Armenia, Finlandia, USA,
Ucraina, Svizzera, Bulgaria.
• Sito: La Palma, Canarie, 2200 m slm
• Obiettivo principale: rivelazione di sorgenti g VHE (>30 GeV, lo
IACT con soglia piu’ bassa al mondo)
• Rivelatore : IACT,17 m , 240 m2 di specchi di raccolta (il più
grande al mondo). Field of view: 3.5 – 3.8 gradi
• Camera: 577 pixels, di 2 tipi (1” e 2” – risoluzione sul punto di
0.5 mrad)
• Risoluzione angolare sulle sorgenti: ~0.1 gradi (verificata su
Crab)
• Movimento rapido (~20s) per puntare sui GRB
MAGIC
e i suoi
concorrenti
#
area m2
CANGARO
O
4x
57
HESS
4x (->4+1)
107
MAGIC
1x (->2)
240
VERITAS
1x (->4->7)
110
MAGIC (Germany,
Italy & Spain)
VERITAS
(USA,UK1…)
1: Oct ’03
4: 2006?
100 m2
(7)
Montosa
Canyon,
Arizona
Note
In upgrade
Piu’ sensibile di MAGIC, ma: soglia
> 200 GeV, non adatto al follow-up
dei GRB
Ha cominciato a produrre risultati
di fisica con un anno di vantaggio
(1.5 anni di ritardata approvazione
di MAGIC anche da parte INFN).
Ritardi costruttivi
1: Autumn ‘03
240 m2
(2)
Già finanziato un
5^ grande
telescopio per
abbassare la
soglia (->MAGIC)
Roque de
los Muchachos,
Canary Islands
HESS
Windhoek,
Namibia
(Germany & France)
2: Sum ’02
4: Early ’04
100 m2
(16)
CANGAROO III
(Japan & Australia)
2: Dec. ’02, 3: Early ’04
57 m2 (4)
Woomera,
Australia
MAGIC in configurazione finale
(240m2) da settembre 2004
[NIMA 518 (2004) 188]
• Tecnica di analisi
[NIMA 516 (2004) 511]
• Prime analisi
~300Hz shower rates
Eth ~40GeV
Present running
conditions
May: ??
June: ??
Osservazione di Crab in settembre 04
Gamma ray event rate ~1Hz
After hadron rejection ~0.5Hz
For Crab ~20σ/ hr1/2
Crab
• Crab: sensibilità di circa 20
s/ora
Crab
T ~ 64 min
Signal = 20 s.d.
• E’ visibile segnale a partire da 50 GeV
50-75 GeV
• Quasi background-free a 500 GeV
Risultati e piano delle
pubblicazioni
• 31 Papers sent to ICRC
– Will serve as a basis for publications, deadline Oct 14
• Technical papers: subsystems and their performance
– Tracking and pointing, camera, mirrors, DAQ, etc.
– Overall performance
• Physics papers (2/7 coordinated by italians)
– 1ES1959+650 (draft circulating)
– Crab (wobble, ON/OFF, lightcurve, spectrum, comparison with other
experiments)
– Mkn421 (lightcurve, spectrum, multiwavelength)
– Mkn501
– 1ES 1218+304
– HESS 1813
– SgrA*
Crab
(paper to ICRC)
Misurato su 20 decadi
Preliminary
Synchrotron
MAGIC
I.C.
g (MAGIC)
X-Ray
I.R.
Mkn421
Mkn421 – Contemporary observation
with HESS
• December 2004: flare observed by RXTE
• Simultaneous observation with HESS on 18 Dec ‘04 allows
- Cross calibration
- Observation under different zenith angles => different energy ranges
Mkn501
• Signal of ~ 0.5 Crab
• 17.6 sigma
• 6h data
Flux in time ??
g-ray detection from the GC
-7


detection of g-rays from GC by Cangaroo,
HESS
ssource < 3’ ( < 7 pc at GC) -> No information
about the shape


E2 dN/dE
10
-8
10
15 TeV
WIMP
hard E-2.21±0.09 spectrum
fit to -annihilation continuum
spectrum leads to: M > 12 TeV
other interpretations possible (probable)
6 TeV
WIMP
-9
10
0,1
Chandra GC survey
NASA/UMass/D.Wang et al.
CANGAROO (80%)
H.E.S.S.
Whipple
(95%)
from W.Hofmann, Heidelberg 2004
astro-ph/0408145
1
Energy [TeV]
10
Recent results push the
mass towards 20 TeV;
observations are taking
place now
HESS 1813 (5.6 s)
1ES 1959 (5 s)
Osservazioni per 2005/06
Schedula approvata in aprile; grandi protagonisti:
1. AGN flaring (anche con osservazioni multiwavelength
coordinate con i satelliti X e l’ottico)
2. GRB (il trigger con SWIFT funziona, MAGIC ha già ricevuto
due trigger in un mese… purtroppo con cattive condizioni
metereologiche)
3. Dark Matter
4. Centro Galattico
5. Orizzonte cosmologico e determinazione dei parametri
cosmologici
6. SNRs e l’origine dei raggi cosmici
7. Sorgenti standard e ricerca di nuove sorgenti
8. Pulsar
9. …
Sui temi 1. e 2. i team di analisi sono sostanzialmente italiani,
con PI italiani; partecipazioni italiane importanti su 3., 4. e 5.
Estensione a MAGIC II
La costruzione del secondo telescopio
MAGIC (in corso di approvazione INFN
da 1 anno), renderà MAGIC II lo
strumento più sensibile al mondo
• Guadagno sulla sensibilita’ (fattore 2)
• Guadagno sulla risoluzione (fattore 2)
Auspicabile il completamento entro
MAGIC
fine 2006, per essere pronti
a I
osservazioni simultanee con GLAST
MAGIC II
MAGIC II: sostanzialmente un clone
di MAGIC I, con possibili
miglioramenti
– Meccanica semplificata (specchi da
1m2) – già in test su MAGIC I
– Migliorata efficienza della camera
(HPD o PM di nuova generazione)
– FADC più veloci: migliora il rapporto
segnale/rumore + dettagliata analisi
temporale
Time Schedule (as of Feb 05)
•
In 2005
–
–
–
–
–
–
•
In 2006 (VERITAS is ready)
–
–
–
–
–
–
–
–
•
Camera with PMT is ready
A half of mirrors and AMC are ready
HPD production starts
VCSEL production & ready
Receiver boards production & ready
FADC production & ready
Trigger Production & ready
Partial operation
In 2007 (GLAST is in operation)
–
–
–
•
Telescope foundation is ready -- OK
Telescope structure is ready --OK
Camera construction starts (PMT modules)
Mirror production starts
AMC production starts
Final HPD optimization
Advanced Camera is ready
All mirrors are put in place
MAGIC-II is ready for full operation in the second quarter
In 2008 (HESS-II is ready)
–
The discussion on the next generation ultimate telescope system becomes serious
Investimento stimato per il secondo telescopio: 5000 kEUR (7000 kEUR con
HPD camera)
Chiesti nei preventivi INFN 2005 e confermati:
1400 kEUR per costruzione apparati
(~700 kEUR per superficie riflettente, ~700 nuovo DAQ e processing)
MAGIC II e gli altri partner
internazionali
• Germania (~36%, 2.2 MEUR)
– Approvato (1.5 MEUR da MPI gia’ disponibili)
• Spagna (~24%,1.2 MEUR)
– In attesa di risposta in questi giorni
• Italia (~28%, 1.4 MEUR)
Sommario e conclusioni
• Il caso scientifico dell’astrofisica gamma con
telescopi Cherenkov è chiaro
• Stereoscopia (HESS←MAGIC) e bassa soglia
(MAGIC←HESS) sono entrambi riconosciuti
come caratteristiche importanti
• MAGIC ha dimostrato di funzionare. Affinché
l’Italia possa essere competitiva oltre un
orizzonte di 3 anni, e’ necessario
complementarlo quanto prima con un clone,
MAGIC II
• L’asta per le opere civili di MAGIC II è partita