MAGIC e MAGIC II

Stato di MAGIC

MAGIC II

Richieste

Alessandro De AngelisUniversita’ di Udine e INFN

Commissione 2 INFN, Frascati, 5 Luglio 2005

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 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

Roque delos Muchachos, Canary Islands

VERITAS (USA,UK1…)

1: Oct ’034: 2006?

100 m2

(7)

Montosa Canyon,Arizona

Windhoek, Namibia

HESS (Germany & France)2: Sum ’024: Early ’04

100 m2

(16)

Woomera, Australia

CANGAROO III(Japan & Australia)2: Dec. ’02, 3: Early ’0457 m2 (4)

MAGIC MAGIC (Germany, Italy & (Germany, Italy & Spain)Spain)1: Autumn ‘031: Autumn ‘03240 m240 m22

((2)2)

# area m2 Note

CANGAROO

4x 57 In upgrade

HESS 4x (->4+1) 107 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).

MAGIC 1x (->2) 240

VERITAS 1x (->4->7) 110 Ritardi costruttivi

Già finanziato un 5^ grande telescopio per abbassare la soglia (->MAGIC)

MAGIC in configurazione finale (240m2) da settembre 2004

• Tecnica di analisi

• Prime analisi

~300Hz shower ratesEth ~40GeV

[NIMA 518 (2004) 188][NIMA 518 (2004) 188]

[NIMA [NIMA 516 (2004) 511]516 (2004) 511]

Present running conditions

May: ??June: ??

Osservazione di Crab in settembre 04

Gamma ray event rate ~1Hz After hadron rejection ~0.5HzFor Crab ~20σ / hr1/2

CrabT ~ 64 minSignal = 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

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)

Synchrotron

I.C.

X-Ray I.R.

Misurato su 20 decadi

(MAGIC)

Preliminary

MAGIC

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 ??

-ray detection from the GC

Chandra GC surveyNASA/UMass/D.Wang et al.

CANGAROO (80%)

Whipple(95%)

H.E.S.S.

from W.Hofmann, Heidelberg 2004

astro-ph/0408145

detection of -rays from GC by Cangaroo, HESS

source < 3’ ( < 7 pc at GC) -> No information about the shape

hard E-2.21±0.09 spectrum fit to -annihilation continuum spectrum leads to: M > 12 TeV

other interpretations possible (probable)

10-9

10-8

10-7

0,1 1 10

Energy [TeV]

E2

dN

/dE

15 TeV WIMP

6 TeV WIMP

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

HESS 1813 (5.6 )

1ES 1959 (5 )

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

cosmologici6. SNRs e l’origine dei raggi cosmici7. Sorgenti standard e ricerca di nuove sorgenti8. Pulsar9. …

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

MAGIC IMAGIC I

MAGIC IIMAGIC 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

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

• 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)

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