HAWC Observatorio de rayos gamma en M

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HAWCObservatorio de rayos gamma en México

• Alberto Carramiñana
• por la colaboración HAWC
• Congreso Red FAE
• Taxco, 5 marzo 2009

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HAWC _at_ México

• Milagro el primer observatorio de rayos gamma de
  tipo Cherenkov de agua
• HAWC concepto, diseño
• Altamente sinérgico
• Viabilidad
• Colaboración activa
• Impacto

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La banda gamma
OSO-3, SAS-2, COS-B
Cherenkov atmosférico
COMPTEL
EGRET
Detectores superficie (RC)
Fermi ?-ray ST
Cherenkov de agua
GeV
TeV
MeV
PeV
Satélites
Tierra
Radiación altamente no térmica Producción vía
aceleración de partículas
Límite por opacidad de pares con CMB
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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 lat36ºN
• 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 gt 95)
• Mapeo del cielo, monitoreo de fuentes
  transitorias, estudio de fuentes individuales

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Operacional 1999 a 2008
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El cielo de Milagro
Cygnus
Mrk 421
Crab
MGRO J190806
IC 443 Geminga
0FGL J2229.06114
0FGL J1911.00905 0FGL J1907.50702 0FGL
J1900.00356 0FGL J1855.90126
Media bóveda celeste vista en rayos ? de TeV
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El fondo de Milagro
Un acelerador local? El campo magnético en la
vecindad solar?
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High Altitude Water Cherenkov
Citius, Altius, Fortius

• 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 ? Milagro
• HAWC _at_ México
• Sierra Negra (4100m, 19º)
• infraestructura
• grupos científicos Mexicanos reconocidos

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La colaboración HAWC

• HAWC-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, ...

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(No Transcript)
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OMeGa ?
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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.

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Sinergias
27 UHECRs y 472 AGNs D lt 75 Mpc (Auger 2007)

• IceCube neutrinos
• Fermi ?-ST la conexión GeV - TeV
• Observatorios Cherenkov atmosféricos (AGIS, ACT)
• Auger son los AGNs las fuentes de los UHECRs?
• Auger Norte UHE?s?
• Búsquedas de antimateria
• Búsquedas de MO
• Observatorios solares

• En México
• Consorcio Sierra Negra
• Observatorios Astronómicos Nacionales (OAN, OAGH,
  RATIR)
• MELTA, LabSubT
• Auger Norte (gt2011)!

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Consorcio Sierra Negra

• Laboratorio Nacional?
• astrofísico
• rayos cósmicos
• solar AE
• - geofísico

NanoHAWC
(falta HAWC ?!!)
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Viabilidad

• Grupos 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 gt 2M USD infraestructura
  pre-existente)
• Incluye 2M USD en PMTs
• Contamos con 1 M USD fondos NSF UMD INAOE
  UNAM ...
• Equidad requiere gt 40 Mp de México

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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

y algunos retos...

• Electrónica suficientemente rápida y barata
• Trabajo a gt 4000m
• Adquisición de agua
• Impacto al medio ambiente
• Organizarnos, administrarnos, ... recursos?

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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, ...

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HAWC en breve

• Experimento científico de primera línea
• Altamente sinérgico en escalas global, nacional y
  local
• Viable presupuesto a medida MX
• Colaboración USMX activa (aún sin presupuesto)
• Potencial de alto impacto en México
• Laboratorio Nacional Multidisciplinario

http//www.inaoep.mx/hawc/ http//hawc.umd.edu/