MAGIC e MAGIC II Stato di MAGIC MAGIC II Richieste Alessandro De Angelis Universita di Udine e INFN Commissione 2 INFN, Frascati, 5 Luglio 2005.

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1 MAGIC e MAGIC II Stato di MAGIC MAGIC II Richieste Alessandro De Angelis Universita di Udine e INFN Commissione 2 INFN, Frascati, 5 Luglio 2005

2 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 VHE (>30 GeV, lo IACT con soglia piu bassa al mondo) Rivelatore : IACT,17 m, 240 m 2 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

3 MAGIC e i suoi concorrenti Roque de los Muchachos, Canary Islands VERITAS (USA,UK1…) 1: Oct 03 4: 2006? 100 m 2 ( 7) Montosa Canyon, Arizona Windhoek, Namibia HESS (Germany & France) 2: Sum 02 4: Early 04 100 m 2 ( 16) Woomera, Australia CANGAROO III (Japan & Australia) 2: Dec. 02, 3: Early 04 57 m 2 ( 4) MAGIC (Germany, Italy & Spain) 1: Autumn 03 240 m 2 ( 2) # area m 2 Note CANGARO O 4x 57In upgrade HESS 4x (->4+1) 107Piu 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). MAGIC 1x (->2) 240 VERITAS 1x (->4->7) 110Ritardi costruttivi Già finanziato un 5^ grande telescopio per abbassare la soglia (->MAGIC)

4 MAGIC in configurazione finale (240m 2 ) da settembre 2004 Tecnica di analisi Prime analisi ~300Hz shower rates Eth ~40GeV [NIMA 518 (2004) 188] [NIMA 516 (2004) 511]

5 Present running conditions May: ?? June: ??

6 Osservazione di Crab in settembre 04 Gamma ray event rate ~1Hz After hadron rejection ~0.5Hz For Crab ~20σ/ hr 1/2

7 Crab T ~ 64 min Signal = 20 s.d. Crab Crab: sensibilità di circa 20 /ora 50-75 GeV E visibile segnale a partire da 50 GeV Quasi background-free a 500 GeV

8 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*

9 Crab (paper to ICRC) Synchrotron I.C. X-Ray I.R. Misurato su 20 decadi (MAGIC) Preliminary MAGIC

10 Mkn421

11 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

12 Mkn501 Signal of ~ 0.5 Crab 17.6 sigma 6h data Flux in time ??

13 -ray detection from the GC Chandra GC survey NASA/UMass/D.Wang et al. CANGAROO (80%) Whipple (95%) H.E.S.S. from W.Hofmann, Heidelberg 2004 astro-ph/0408145 n detection of -rays from GC by Cangaroo, HESS n source No information about the shape n hard E -2.21±0.09 spectrum fit to -annihilation continuum spectrum leads to: M > 12 TeV n other interpretations possible (probable) 10 -9 10 -8 10 -7 0,1110 Energy [TeV] E 2 dN/dE 15 TeV WIMP 6 TeV WIMP

14 Recent results push the mass towards 20 TeV; observations are taking place now

15 HESS 1813 (5.6 ) 1ES 1959 (5 )

16 Osservazioni per 2005/06 Schedula approvata in aprile; grandi protagonisti: 1.AGN flaring (anche con osservazioni multiwavelength coordinate con i satelliti X e lottico) 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 lorigine 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.

17 Estensione a MAGIC II

18 MAGIC I MAGIC II MAGIC II: sostanzialmente un clone di MAGIC I, con possibili miglioramenti –Meccanica semplificata (specchi da 1m 2 ) – 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 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 fine 2006, per essere pronti a osservazioni simultanee con GLAST

19 In 2005 –Telescope foundation is ready -- OK –Telescope structure is ready --OK –Camera construction starts (PMT modules) –Mirror production starts –AMC production starts –Final HPD optimization 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) –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 Time Schedule (as of Feb 05)

20 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)

21 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)

22 Sommario e conclusioni Il caso scientifico dellastrofisica gamma con telescopi Cherenkov è chiaro Stereoscopia (HESSMAGIC) e bassa soglia (MAGICHESS) sono entrambi riconosciuti come caratteristiche importanti MAGIC ha dimostrato di funzionare. Affinché lItalia possa essere competitiva oltre un orizzonte di 3 anni, e necessario complementarlo quanto prima con un clone, MAGIC II Lasta per le opere civili di MAGIC II è partita