Observatoire Pierre Auger

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• Observatoire Pierre Auger
• Létude des rayons cosmiques de très hautes
  énergies
• CPPM
• 16/03/2009

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• Etude des rayons cosmiques autour de 1020 eV
• Evénements extrêmement rares
• Etat des connaissances en 1995
• 20 événements au-dessus de 1020 eV
• 6 expériences avec chacune quelques événements
  détectés
• 2 expériences en désaccord sur le spectre en
  énergie
• avec 2 techniques de détection différentes
• gt Détecteur géant avec 2 techniques de détection
  
• réseau de surface coupe transversale de la
  gerbe
• détecteur de fluorescence développement
  longitudinal de la gerbe
• Paramètres à mesurer Direction, Energie, Nature

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Définition du détecteur

• Etude des rayons cosmiques autour de 1020 eV
• Evénements extrêmement rares 1 evt/km2/siècle
• surface de détection importante 30 evts/an
  3000 km2
• Impact au sol important qq 109 particules sur
  qq km2
• Symétrie/direction du primaire échantillonnage
  possible
• réseau triangulaire 1.5km entre détecteur
• Synchronisation à moins de 15 ns
• gt Détecteur autonome
• Alimentation sur batteries rechargées par
  panneaux solaires
• Communications hertziennes avec le monde
  extérieur
• Marquage en temps par GPS
• Intelligence locale pour gérer lensemble

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La détection des gerbes atmosphériques
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The Surface ArrayDetector Station
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Station locale

• Front end
• 3 PMs 9 (2 sorties par PM anode et dernière
  dynode)
• 6 FADC (40 MHz - 10 bits -gt 17 bits de dynamique)
• Trigger 1 Cyclone II -gt stockage de
  linformation (110 Hz)
• Données 20 µsec autour du trigger - 6x768 bins
• µ-contrôleur
• Lecture DMA de la mémoire de données
• Timing GPS (OnCore UT Motorola) horloge 100
  MHz(GPS précision intrinsèque de 8 ns)
• Trigger 2 sélection fine (20Hz)
• Gestion du dialogue avec la station centrale
• Contrôles-commandes tensions PM, lecture des
  tensions, courants, températures, contrôle du LED
  flasher

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(No Transcript)
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Engineering Array prototypes
Carte Processeur Carte Front-end (USA) Carte
Slow-control (LAL) Carte Time tagging (Besançon)
tout a été validé lors de la période de
fonctionnement de lEA
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Electronique production
succès dans lEA
passage à la production
ASIC TTAG
Carte unifiée
Réalisation dun ASIC Time Tagging dans la
carte unifiée
Production terminée en 2005 1800 cartes
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Ex. dactions locales
Température PM1
Variation de la température des PMs
modification du gain correction par calibration
sur les muons verticaux
Température électronique
Variation de la température de l'électronique
dérive de lhorloge 100 MHz correction avec le
1 pps du GPS
Dérive 100MHz
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Le réseau de surface
Chaque détecteur de surface est équipé dune
unité de réseau sans fil qui communique avec une
station de base située sur une tour de
concentration 28 secteurs wireless LAN,
chacun pouvant accéder à 60 détecteurs
réalisation en laboratoire du matériel et
protocoles propriétaires le réseau opère dans
la bande industrielle, scientifique et médical
(ISM) 902-928 MHz time-division multiple
access (TDMA) over-the-air bit rate de 200
kbits/s partagé entre toutes les stations dun
secteur volume de données 1200 bits/s pour
chaque station le protocole garantit un accès
au réseau à chaque détecteur toutes les secondes
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Les liens micro-ondes
liaison point à point entre les concentrateurs
de données réseau micro-ondes utilisant une
architecture de télécommunications standard
équipement disponible dans le commerce
fonctionne dans la bande de 7 GHz chaque
liaison a une capacité of 34 Mbps 2 branches
aboutissant à une station centrale
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Présentation globale
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1652 tanks deployed 1644 with water 1624 with
electronics 1593 tanks running 31 tanks down
SD le 01/04/2009
Loma Amarilla
Cuhueco
Los Morados
Los Leones
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(No Transcript)
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Fonctionnement

• détecteurs toutes les secondes 20 alertes -gt
  station centrale alerte dépôt d'énergie dans
  le détecteur. Envoi du temps précis
  de l'événement et une valeur grossière de
  l'énergie.
• Utilise environ la moitié de la
  bande passante. conservation des données 5s
  dans la station locale.
• station centrale corrélation géographique et
  temporelle
• 3 détecteurs proches ou plus dans un temps
  lordre de 6 µsec
• station centrale demande des données si
  corrélation avérée
• décision en moins de 2s
• détecteurs envoie des données correspondantes
  calibration
• chaque seconde, par paquets dans la bande
  passante restante
• 
  ------------------------------
• détecteurs envoie des données de monitoring
  (/6 min)

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(No Transcript)
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Près du coeur de la gerbe - beaucoup
d'énergie déposée - durée courte (lt750 ns)
Loin du coeur de la gerbe - peu d'énergie
déposée - longue durée ( 3?s)
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Détecteur de fluorescence
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Détecteur de fluorescence
Miroir sphérique (3,5x3,5 m2 )
Caméra (440 PM)
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Hybrid Event
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Auger en quelques chiffres

• 17 pays, 60 institutions
• deux sites pour couvrir tout le ciel
• hémisphère sud Malargüe (Argentine)
• hémisphère nord Lamar (Colorado-USA)
• observatoire sud approuvé et financé en 1999
• coût du site sud 48 M (WBS)
• réseau de surface de 1600 stations
• 24 détecteurs de fluorescence sur 4 sites

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Auger en France

• 3 départements du CNRS (PNC, SU, SPI) dans la
  phase de conception
• 5 laboratoires de lIN2P3 aujourdhui
• budget de 3 M pour le site sud
• 1,5 M du CNRS
• 510 k de lIN2P3
• 120 k de lINSU
• 350 k de la région Ile-de-France
• 520 k du programme Astroparticule
• construction
• bases photomultiplicateurs (IPN)
• électronique et logiciels des stations locales
  (PCC-APC)
• liens micro-ondes entre concentrateurs/station
  centrale (LPNHE)
• matériels et logiciels de la station centrale
  (LPNHE)

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(No Transcript)
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Energy spectrum from SD lt 60
Slope -2.62 0.03
Exp Obs gt1019.6
132 /- 9 51 gt 1020 30 /- 2.5
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Calibration unc. 18
FD syst. unc. 22
5165 km2 sr yr 0.8 full Auger year
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(No Transcript)