Attività EUSO-Torino Misure di luce Čerenkov riflessa/diffusa associata a sciami estesi atmosferici di altissima energia da superfici diverse (ULTRA). Caratterizzazione della microcella mediante misura di uniformità di guadagno dei pixel e prove di resistenza meccanica e termica. Simulazione dell’interazione dei raggi cosmici con l’atmosfera terrestre, per le varie componenti (principalmente elettromagnetica e Čerenkov), in due intervalli di energia: A energie intorno al “ginocchio”, per ottimizzare le misure con ULTRA A energie al di sopra della “caviglia”, per studiare e ottimizzare le prestazioni di EUSO, nell’ambito dello sviluppo del codice ESAF (EUSO Simulation and Analysis Framework). ULTRA a Grenoble (LPSC) Maggio – Giugno 2004 Čerenov detector (“Belenos”) Down Up Tyvek Experimental Setup 937 eventi in 38.3 h ST4 ST3 Belenos F.o.V.: 30° B-UP Selezione dati: B-DW ST5 L=54m - Stazione centrale + Belenos up - Stazione centrale + Belenos up/down ST2 ST1 Direzione di arrivo e spettro di size < θ° > <Log10Ne> 23.1±0.4 11.6±0.7 16.7±3.2 5.25±0.02 5.65±0.04 6.26±0.20 Correlazione tra i Belenos (Up & Down) Up Down Čerenkov L.D.F. 10 eventi con dcore < 20 m Calibrazione assoluta in fotoni ottenuta dalla misura del singolo p.e. Curva verde: M.C. Corsika per un protone a 1015 eV (300-400 nm) Background: ~3000 fotoni/m-2 ns-1 sr-1 Conclusioni e Sviluppi Futuri Componente elettromagnetica (ETscope): ok (già nel 2003). Misura della luce Čerenkov diretta: ok. 2 eventi di luce Čerenkov diffusa (maggio) compatibili con la riflettività nominale del ~80% per il Tyvek tra 300 e 400 nm. Inverno: campagne di misura all’LPSC per accumulare statistica e caratterizzare UVscope (già in loco). Primavera: misure sul mare in Sicilia (salina o baia) G. D’Alì riassegnazione Conclusione delle misure entro la fine dell’anno prossimo (milestone 2005) EUSO Microcell R7600-M64 Experimental setup (1) ✴ ADC Caen V265 8ch ✴ High Voltage Caen N470 ✴ Pulse Generator HP 8116A ✴ Discriminator Caen N415 ✴ ACQ system: LabView Experimental setup (2) Preamplifier Amplifier Signal cables (to ADC) Microcell Step motors Experimental setup (3) ✴ 16 channels preamplifier 4 layers board Charge amplification (pre + ampli): AQ = 690 ✴ 16 channels amplifier (10x) 2 layers board Working on a new board (32 channels) including both preamplifier and amplifier Experimental setup (4) ✴ Pulse Generator HP 8116A gate and LED light ✴ GATE: 150 ns ✴ LED Pulse: 1.67 V (single pe) Dt = 15.1 ns Frequency = 300 Hz ✴ Pin Hole: 0.8 mm diameter (2x2 mm pixel size) Pin hole Single Photoelectron Spectra HV = 850V Single Photoelectron Spectra HV = 850V Two pixels gain 700 V < HV < 1000 V Single p.e. distribution & spectrum Single pe uniformity 450 400 ✴ Uniformity: ~3 350 250 200 150 100 50 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 ADC peak distribution pixel 7 6 5 entries ADC peak 300 4 3 2 1 0 15 45 75 105 135 165 Peak channel 195 225 255 285 Programma ✴ Spettri di singolo p.e. e curve di guadagno di tutti i pixel (fine settembre). ✴ Test termici e meccanici (fine ottobre). ✴ Ricaratterizzazione della microcella (fine dicembre). ✴ 2005: R8900-M25 (area sensibile: 85% della superficie contro il 45% dell’R7600-M64) CARATTERIZZAZIONE DI ETscope Simulazioni MC di EAS: • • • • • • s/w usato: CORSIKA modello di interazione adronica: QGSJET livelli osservativi: 0,1400, 2000m slm angolo zenitale: 0, 20 gradi energia: tra 5*1013 e 1016 eV # eventi generati (per config.): 2000 ETscope settings: • configurazione geometrica a 4/5 moduli • distanza variabile tra i rivelatori Obiettivi: • calcolo area efficace totale di ETscope • calcolo area efficace per eventi interni • calcolo energia di soglia dell’apparato • calcolo della risoluzione nella ricostruzione del size e delle coordinate del core. eventi che cadono all’interno dell’array Int.area*spectrum Effective area for int.events Effective area 0m asl, θ=0° Int.area*spectrum Effective area for int.events Effective area 2000m asl, θ=20° Δxcore, Δycore ΔNe/Ne 0m asl Θ=0° Θ=0° Θ=20° Θ=20° 0m asl INTERFACCIA CORSIKA -ESAF Interfaccia CORSIKA – ESAF • CORSIKA: programma Monte Carlo dettagliato di simulazione sciami sviluppato per l’esperimento KASCADE • ESAF: programma di simulazione in via di sviluppo per EUSO, fornirà una struttura completa per l’intero processo di simulazione e analisi dati Interfaccia CORSIKA – ESAF Versione attuale • Rilegge simulazioni effettuate con versione standard di CORSIKA esternamente ad ESAF e riempie un oggetto ShowerTrack • Richiede in input tre file di output per ogni simulazione: – “Particle file” – file.dbase – file.long Interfaccia CORSIKA – ESAF File di output di CORSIKA • particle file: – informazioni generali sulla simulazione – informazioni sui livelli di osservazione – dati relativi alle singole particelle dello sciame (coordinate e tempo di passaggio ad ogni livello di osservazione) • file.dbase: – flag opzione thinning (dal suo valore dipende struttura particle file) – n sciami simulati • file.long: – numero di particelle (elettroni, muoni, adroni, particelle cariche) ad ogni step – energia persa per ionizzazione ad ogni step (informazione presente solo in questo file) Interfaccia CORSIKA – ESAF Prospettive future • Nuova versione di CORSIKA che fornisca nel file.long tutte le informazioni necessarie per campionamento dello sciame lungo lo shower path: – validità interfaccia anche per sciami inclinati (importantissimi per Euso) – n di step sarà quello dello sviluppo longitudinale senza vincoli ai livelli di osservazione Conclusioni e sviluppi • La simulazione di ETscope è pronta e sarà usata per ottimizzare le dimensioni del rivelatore in funzione della soglia di rivelazione del rivelatore Čerenkov (max. event rate). • L’interfaccia con Corsika sarà completata collaudata entro la fine 2004/inizio 2005. e • In ambito ESAF ci occuperemo di sviluppare la ricostruzione delle tracce sul piano focale di EUSO (distribuzione longitudinale, Ne, Xmax con e senza segnatura Čerenkov).