L'Osservatorio Pierre Auger: L'Osservatorio Pierre Auger: attività locale e richieste per il 2019 attività locale e richieste per il 2019

L'Osservatorio Pierre Auger:

L'Osservatorio Pierre Auger:

attività locale e richieste per il 2019 attività locale e richieste per il 2019

Image:

S.Saffi

R. Assiro, C. Bleve, G. Cataldi, M.R. Coluccia, F. Convenga, A. Corvaglia, P. Creti,

I. De Mitri, I, Epicoco, G. Fiore, A. Innocente, G. Mancarella, G. Marsella, D.Martello, A. Miccoli, A.

Nucita, M.P. Panetta, L.Perrone, C. Pinto, F. Ricciardi, G. Rispoli, P. Savina, V. Scherini

an array of 1660 Cherenkov stations on a 1.5 km hexagonal grid (~ 3000 km²)

4+1 buildings overlooking the array (24+3 telescopes)

The Pierre Auger Observatory

- Dense array (24km

) plus muon detectors → AMIGA - 3 further high elevation FD telescopes → HEAT

Radio detector

153 Radio Antenna

→ AERA

3000 km

Fluorescence detector Surface detector

Low energy extensions

500 members, 17 countries, 84 journal papers since 2004

Auger upgrade program: Auger Prime

3.8 m² (1 cm thick) scintillators on each of the main array station

Scintillators sensitive to the electromagnetic content of the shower

Moreover

- Upgraded and faster electronics - Extension of the dynamic range - Cross check with underground buried AMIGA detectors

- Extension of the FD duty cycle Scenario 2: photo-disintegration

Scenario 1 : maximum rigidity

Auger Collaboration @ ICRC 2017

Large Scale anisotropy at the highest energies

Science 315 (2017) 1266

E > 8 EeV

Exposure=76800 km²sr y

Inhomogeneus large scale distribution of sources

Diffusion in extra-galactic magnetic field by nearby sources Interpretation

3D dipole →

Indication of anisotropy at intermediate scale

New study motivated by Fermi-LAT observations of high-energy gamma rays

AGN

17 bright objects within 250 Mpc.

Flux >50GeV as proxy for UHECR

Starburst Galaxies

Method: sky model as the sum of an isotropic fraction plus the anisotropic component from selected sources f

TS=2log[L(Ψ,f

)/L(f

=0)]

Test statistics (TS): likelihood ratio

Directional exposure and relative

weight of sources taken into account.

f_ani and Ψ ( search radius) free parameters

TS = 15.2 E_th> 60 EeV

TS = 24.9 E_th> 39 EeV

f_ani ~ 7% Ψ = 7°

post-trial probability

3 x 10^-3 (~ 2.7 σ)

f_ani ~ 10% Ψ = 13°

post-trial probability

4 x 10^-5 (~ 4.9 σ)

Attenuation according to JCAP04 (2017) 38.

Negligible for nearby objects (starburst)

PRELIMINARY!

The Astrophysical Journal Letters, 853:L29 (2018)

Multi-messenger Astronomy

+ statement on the recent TXS blazar neutrino emitter at the NFS press conference

(paper in preparation)

Gruppo Auger di Lecce: anagrafica e percentuali

2 Laurandi Magistrali

(F. Alemanno, A. De Benedetto) 4 Laureati Magistrali

(G. D’Alessandro, G. Fersurella, I. Paladini, P. Savina)

4 Laureandi Triennali in fase di svolgimento

(C. Cardellini, A. Franco, A.

Palazzo,V. Valletta)

2018

2019

- 2 senior fisici (Ivan, Viviana) - 1 senior ingegnere (Stefano) + 2 Dottorandi (Fabio, Pierpaolo)

Il gruppo di Lecce: responsabilità

Task leader per SSD (D. Martello)

Responsabilità per l'infrastruttura di produzione a Lecce per conto di Auger (G. Cataldi)

Responsabilità per elettronica di front end (G. Marsella)

Responsabilità dei task di perfornance del rivelatore ibrido (L. Perrone, fino a Marzo 2018)

Responsabile nazionale (D. Martello)

Co-chair del Collaboration board (L. Perrone)

Membro del Publication committee (L. Perrone, da Marzo 2018)

Photon search anaylsis leader (C. Bleve) Detector

Referente per il calcolo di Auger al CNAF (G. Cataldi)

Istituzionali

Il gruppo di Lecce: partecipazione a conferenze

2017

D. Martello ICRC (Busan) L. Perrone TAUP (Sudbury)

G. Cataldi EPS (Venezia)

D. Martello(inv) SIF (Trento)

I. De Mitri ITSRA (Cape Town)

L. Perrone ISAPP (Ferrara)

D. Martello TeVPa (Berlino) F. Convenga SIF (Cosenza)

P. Savina SIF (Cosenza)

Agosto 2018

Settembre 2018 Settembre 2018

ISAPP 2019@Malargue Responsabilità

dell’organizzazione

Attività di analisi svolta a Lecce

Performance del rivelatore ibrido

calibrazioni, on-time e data quality

Ricerca di fotoni primari

mediante il rivelatore di superficie. Test per modelli di fisica esotica

Tecniche di ricostruzione basate sul modello di “universalità”

Manifestazione di interesse allo studio di correlazioni (con astrofisici) Misura dello spettro energetico

spettro ibrido in particolare (misura di ankle e soppressione)

FD Energy > 1 EeV (distance to Xmax < 25 km, 90% of the total events) Reconstructed energy

Hybrid detector ontime

Performance e long term per il rivelatore ibrido

Nominal value

Influenced by:

- Telescope status - Wheather conditions - Connection to SD

Spettro energetico con eventi ibridi

Demanding dal punto di vista del calcolo gestito al CNAF

(il nostro gruppo si occupa del calcolo per l'intera collaborazione italiana) Disastro del CNAF ci ha molto danneggiati…..

Esposizione del detector valutata in modo realistico sulla base di ontime,

atmosfera ed effcienza di ricostruzione

@ ICRC 2017

Ricerca di fotoni primari

4 photons candidate above 10 EeV Strictest limits at E> 1 EeV

Top-down model strongly disfavored

CR proton dominated scenario start to be disfavoured

Attività di costruzione e analisi legate all'upgrade, svolte a Lecce

Meccanica

Assemblaggio dei moduli, allestimento di una stazione di test con RPC, test dei PMTs

Test di uniformità e misura del MIP

Elettronica

Messa a punto del front-end. Analisi.

Sistema operativo e tool di monitoring

Analisi per upgrade:

- Test dei moduli SSD (uniformità e performance con stazione di test) - Estensione del range dinamico (simulazione small PMT)

- Simulazione di elettronica a 120 MHz e trigger, risposta degli SSD

Status of the production

• In Lecce, we have fully assembled 130 detectors

• Out of them 122 are fully tested with the available validation facility

• The first 45 detectors were shipped to Malargue on May 16

and arrived on July 9

N. of days from 3-Oct-2017

SSD ID

Christmas

Easter and Grenoble Meeting Lacking

of fibers

12 May: duplicated the production line.

Lacking of

corners

Analisi per verificare la qualità, la performance e l’uniformità della

risposta dei moduli

Stress test nel campo

Total 484

Current status of the SSD Production:

Aachen 25 (18%) February 2018

Grenoble 13 (15%) March 2018

KIT 170 (34%) November 2017

Krakow 104 (58%) December 2017

Lecce 130 (58%) October 2017

Nikhef 42 (30%) January 2018

Institution Produced Unit done/total Production starting time

Front-end per la nuova scheda di acquisizione 10 unità realizzate da SITAEL

FPGA Xilinx 7020 con un doppio processore ADC a 12 bit, 120 MHz

Design dei 10 canali, filtro antialiasing e

contribuito all’installazione e configurazione del firmware e del software per il funzionamento della scheda.

Sviluppo del DAQ

Upgrade: elettronica di Front-End: attività a Lecce

- Sistema operativo - Sviluppo di tool di monitoring

UUB_v2

Dottorando “industriale”

(6 mesi in USA)

Estensione del range dinamico: attività a Lecce

E> 10

eV ~ 50% events have a saturated station

Implementazione di uno “small PMT” nella simulazione del rivelatore di superficie

Porting del software sviluppato nel framework offline del

rivelatore upgradato

Timeline e accesso a risorse officina meccanica

2017 → 45 Moduli (frame, meccanica, scintillatore, fibre, pannelli) Testati nella muon tower per la fine del 2017 inizi 2018

Pronti per la spedizione OK, fatto Previsione per il 2018:

90-135 Moduli completi OK, fatto

Richieste all'officina

12 mesi/uomo supporto meccanico

12 mesi/uomo supporto tecnico generici

Richieste finanziarie all'ente in linea con il 2018 nella logica del finanziamento complessivo spalmato su 3 anni

Previsione per il 2019:

+ 90-135 Moduli completi

Nuovo supporto borsa diplomati F. Santoro 12m/uomo

Timeline e accesso a risorse laboratorio di elettronica

Richieste al laboratorio 13 mesi/uomo

45% tecnologo 2019:

- Progettazione UUB_finale

- Integrazione e manutenzione del sistema operativo

- Partecipazione all’installazione dell’elettronica e alla definizione

delle procedure di test e verifica del corretto funzionamento delle schede

Allestita e operativa una stazione per turni remoti del detector di fluorescenza

Richieste al servizio calcolo 1 mese/uomo supporto

Particolare ringraziamento a Pierpalo, Viviana, Carlo e Fulvio

Outreach

Tutto il gruppo impegnato in varie iniziative (vedi presentazione di Gabriella)

International cosmic day 2017 Notte della ricerca

Alternanza Scuola-Lavoro

Apertura di una sigla C3M (terza missione, raggi cosmici)

BACKUP

1.5 km

1.5 km 1.5 km

1.5 km

Camera: 440 PMTs

Aperture of the pixels: 1.5°

Fluorescence detector

Surface detector

Pierre Auger

Observatory

Hybrid Event reconstruction

Energy estimator

Longitudinal profile: FD

Density of particles at the ground: SD

Use the energy scale provided by FD

to calibrate the entire SD data sample

The energy spectrum of high energy cosmic rays

1 particle cm^-2s^-1

1 particle m^-2y^-1

1 particle km^-2century^-1

Direct measurement:

Direct measurement:

satellites (AMS), satellites (AMS), balloons (CREAM) balloons (CREAM)

Ground array Ground array ~ km~ km²² Kascade-Grande, Icetop Kascade-Grande, Icetop High-altitude ground array,

High-altitude ground array,

~0.01 km

~0.01 km²² ARGO-YBJ, ARGO-YBJ, Tibet ASg

Tibet ASg

Ground/Hybrid array Ground/Hybrid array Auger

Auger 3000 km3000 km²² TA

TA 700 km700 km²²

courtesy of R. Engel

“knee”

“ankle”

Above LHC energy

@ICRC 2017

First “light” from the upgraded detector

Inter calibration between WCD and SSD

@ICRC 2017