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HAWCHAWCObservatorio de rayos
gamma en México
Alberto Carramiñana
por la colaboración HAWC
Congreso Red FAE
Taxco, 5 marzo 2009
HAWC @ México
• Milagro: el primer observatorio de rayos gamma de tipo Cherenkov de agua
• HAWC: concepto, diseño
• Altamente sinérgico
• Viabilidad
• Colaboración activa
• Impacto
GeV TeV
COMPTEL
MeV
EGRET
Fermi -ray ST
Cherenkov atmosférico
Cherenkov de agua
Satélites Tierra
Detectores superficie (RC)
La banda gamma
OSO-3, SAS-2, COS-B
PeV
Límite por opacidadde pares con CMB
Radiación altamente no térmicaProducción vía aceleración de partículas
Milagro -ray Observatory• Primer detector Cherenkov de agua:
– estanque de 50m 80m 8m con 723 PMTs rodeado de 175 tanques periféricos
– situado en NM a 2650m y lat=36ºN– demostración de la técnica Cherenkov de agua– resultados científicos– extrapolación a HAWC
• Detector de rayos gamma (y cósmicos)– rango de energías de TeV– campo de visión instantáneo de 2 sr (20% del cielo)– Funcionamiento continuo (eficiencia > 95%)
• Mapeo del cielo, monitoreo de fuentes transitorias, estudio de fuentes individuales
Media bóveda celeste vista en rayos de TeV
E. Ona-Wilhelmi, et al., ICRC 2007
0FGL J2229.0+6114
0FGL J1911.0+0905
0FGL J1907.5+0702
0FGL J1900.0+0356
0FGL J1855.9+0126
IC 443
Geminga
Crab
Mrk 421
Cygnus
MGRO J1908+06
El cielo de Milagro
High Altitude Water Cherenkov• Mayor altura, mayores
dimensiones, diseño óptimo mejor detector
• Caso científico: – Mapa profundo del cielo– Mapear plano Galáctico– Restos de supernova;
fuentes difusas Galácticas– Blazares (trazadores EBL)– Destellos de rayos – Ráfagas solares– Búsquedas / evidencias de
materia oscura– Rayos cósmicos...
• Requerimientos– Dimensiones:
150m 150m 4.8m– Segmentado: celdas 5m– Por encima de 4000m– 10 años de operación
• HAWC = 15 HAWC = 15 Milagro Milagro
• HAWC @ México:– Sierra Negra (4100m, 19º)– infraestructura – grupos científicos
Mexicanos reconocidos
Citius, Altius, FortiusCitius, Altius, Fortius
La colaboración HAWCHAWC-MX• Instituto Nacional de Astrofísica,
Óptica y Electrónica (INAOE)• UNAM:
– Instituto de Astronomía– Instituto de Física– Instituto de Geofísica– Instituto de Ciencias Nucleares– DGSCA
• Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP)
• Universidad de Guanajuato• CINVESTAV• Universidad Michoacana SNH• Universidad Autónoma de Chiapas• Universidad de Guadalajara
HAWC-US• Maryland University
• Los Alamos National Laboratory
• Penn. State University
• Michigan State University
• U. California, Irvine
• University of Utah
• University of New Hampshire
• University of New Mexico
• NASA/GSFC
• University of Winsconsin
- Centro de Geociencias UNAM - Instituto de Ecología UNAM- Instituto de Ingeniería UNAM- IPN, UAM-I, ...
HAWC & IceCube• HAWC y IceCube
observarán el mismo cielo en rangos similares de energías.
• Cascadas hadrónicas producen flujos similares de fotones y neutrinos fuentes del catálogo TeV de HAWC serán excelentes candidatos para IceCube.
• Coincidencias espaciales pueden ser determinantes en detectar o verificar fuentes astrofísicas de neutrinos.
Sinergias
• IceCube: neutrinos
• Fermi -ST: la conexión GeV - TeV
• Observatorios Cherenkov atmosféricos (AGIS, ACT)
• Auger: ¿son los AGNs las fuentes de los UHECRs?
• Auger Norte: UHEs?
• Búsquedas de antimateria
• Búsquedas de MO
• Observatorios solares
En México• Consorcio Sierra Negra• Observatorios Astronómicos
Nacionales (OAN, OAGH, RATIR)
• MELTA, LabSubT• ¡Auger Norte (>2011)!
27 UHECRs y 472 AGNs D < 75 Mpc (Auger 2007)
Consorcio Sierra Negra¿Laboratorio Nacional?- astrofísico- rayos cósmicos- solar AE- geofísico
NanoHAWC
(¡¡falta HAWC + !!)
ViabilidadGrupos involucrados• Colaboración Milagro
(incluye IceCube)• Experiencia Mexicana en
Auger, Alice, Acorde, LHC, ... (UNAM, BUAP, UMSNH, IF-UNAM, CINVESTAV)
• Astrofísicos (IA-UNAM + INAOE)
• Solares (IGF-UNAM, INAOE)• Interdisciplinarios: geología,
geohidrología, ecología, ...
Presupuesto (3 años)• 9M USD
(sin considerar > 2M USD infraestructura pre-existente)
• Incluye 2M USD en PMTs• Contamos con 1 M USD =
fondos NSF + UMD + INAOE + UNAM + ...
Equidad requiere > 40 Mp de México
Actividades• 2007-2008:
– organización, páginas, reuniones, solicitudes, diseño, ...
• 2009: – arreglo de ingeniería
(NanoHAWC) – desarrollo de tanques
(acción inicial Red FAE); – extensión de camino, línea
eléctrica, Internet GTM; preparación sitio;
– sistema adquisición agua
• 2010-2011:– instalación tanques; – adquisición agua; – instrumentación arreglo– sistemas DAQ y monitoreo
remoto
• Electrónica suficientemente rápida y barata
• Trabajo a > 4000m• Adquisición de agua• Impacto al medio ambiente• Organizarnos, administrarnos,
... ¿recursos?
y algunos retos...
Impacto
• En ciencia básica: de Astrofísica a Vulcanología (pasando por Multidisciplinaria)
• En formación de recursos humanos: científicos en áreas diversas, técnicos
• En desarrollo de tecnología: vinculación con empresas (RotoMoldeo, alternativas de tanques,..), sistemas de electrónica, DAQ, monitoreo remoto, ....
• Vinculación con Red FAE: MELTA, LabSubT, pulsos ultracortos, Lab. electrónica...
• Vinculación con otras redes: Agua, Medio Ambiente, Tecnologías de la Información, ...
HAWC en breve
• Experimento científico de primera línea• Altamente sinérgico en escalas global,
nacional y local• Viable; presupuesto a medida MX• Colaboración US+MX activa (aún sin
presupuesto)• Potencial de alto impacto en México
Laboratorio Nacional Multidisciplinario
http://www.inaoep.mx/~hawc/http://hawc.umd.edu/