Hochenergie-Astroteilchenphysik

Jahrestreffen der deutschen Elementarteilchenphysiker

Bad Honnef, 23.11.2002

Thomas Lohse

Humboldt-Universität zu Berlin

Kosmische Strahlung

Gamma-Astronomie

Neutrino-Astronomie

• KASCADE Grande

• Pierre Auger Observatory

p ... Fe

KASCADE GrandeKomposition der kosmischen Strahlung am Knie

• Ausgebaut auf 0,6 km2 (15-fache Sensitivität)

• Erste Schauer in Testläufen

• Datennahme: Anfang 2003

GRANDE: 37 Stationen von EAS-TOP (je 10m2 Sz.) PICCOLO: (8 Stationen, je 10m2 Sz. von KARMEN)

LOPES Testantenne

Luftschauer-Radiosignale

2003: 10 Antennen, MPIfR Bonn

2004: 100 Antennen bei KASCADE

KASCADE

AUGER Kosmische Strahlung jenseits des Knöchels

Oberflächendetektoren:

• 35 von 1600 im Routinebetrieb

• mehr als 100 produziert

• kontinuierliche Installation

• mehrere hundert hochenergetische Schauer im Array gemessen

Fluoreszenzteleskope

2 von 24 im Einsatz

2 der 4 Teleskop-gebäude errichtet

Schmidt-Linse

Spiegel

PMT-Matrix

Ab März 2003: 2 Stationen

23 Teleskop-Stereoskopie

2 Teleskopgebäude2 Fluoreszenz-Teleskope35 Oberflächendetektoren

> 80 Luftschauer-Hybridereignisse

Hier: 20 Tanks + Los Leones Teleskop

> 80 Luftschauer-Hybridereignisse

Hier: 20 Tanks + Los Leones Teleskop

TeV - γ• HEGRA

• MAGIC

• H.E.S.S.

• CANGAROO

HEGRA• 5 Cherenkov-Teleskope

• Durchbruch der stereoskopischen Beobachtungstechnik

• Reiche Physik-Ausbeute

Betriebsende: Sept. 2002

RessourcenRessourcen

MAGIC(La Palma)MAGIC

(La Palma)H.E.S.S.

(Namibia)H.E.S.S.

(Namibia)

Blasar 1ES1959+65Starke Variabilität

(HEGRA, Mai 2002)

Novum: Erste TeV-Quelleunbeobachtet bei anderenWellenlängen (HEGRA)(0.5º nördlich von Cyg X-3)

Cas-A, SNR 1006, RXJ 1713.7-3946Schalentyp-Supernova-Reste mit

TeV-Signalen als Signatur fürHadronbeschleunigung (π0→γγ)

• Mehr TeV-Quellen erforderlich• Gute spektrale und räumliche Auflösung• Multi-Wellenlängen-Messungen

MAGIC (La Palma)

• Mechanische Struktur komplett (Kohlefaser-Leichtbauweise)

• Teleskopantrieb funktionsfähig

• Spiegelmontage fortgeschritten

• Kamera/Elektronik bereit

• Betriebsbeginn Anfang 2003

Februar 2002

H.E.S.S.(Khomas-Hochland, Namibia)

April 2002: Mechanische Struktur komplett

Phase 1: Vier Teleskope

Juni 2002: CT3 betriebsbereit

Nov. 2001: Glimpflicher Zwischenfall

Juni 2002: Installation der Kamera 1

3.9.2002: Feierliche Einweihung

The Namibian4.9.2002

H.E.S.S.: Status und Perspektiven

• Kontinuierlicher Schichtbetrieb seit Juli 2002

• Technische Anfangsprobleme gelöst

• Technische Datenanalyse (Kalibration), teilweise mit Standardquellen (Crab-Plerion)

• Alle Spiegel produziert

• Alle Teleskope fahrbereit

• Spiegel auf dem zweiten Teleskop installiert

• Zweite Kamera: Frühjahr 2003

• Vier-Teleskopbetrieb ab 2004

CANGAROO III (Australien)

• Große Physikausbeute von Tel. 1

• Zweites Teleskop im Aufbau

• 4-Teleskop-Betrieb ab 2004

• Komplement zu H.E.S.S.Teleskop 2 im Aufbau

Vier 10m-Teleskope ab 2004

νe νμ ντ

• AMANDA, (BAIKAL)

• Neuigkeiten von ICECUBE et al.

SPASE2 air shower arrayAMANDA II

• Routinebetrieb seit 2000

• Winkelkalibration durch Kopplung mit SPASE2

• Datenanalysen:atmosphärische ν

diffuse kosmische ν

ν von Punktquellen

WIMPs

Monopole

2002/03 Upgrade:

FADC-Auslese aller 677 Kanäle (40 Kanäle getestet)

1 pp core AGN (Nellen)2 p core AGN Stecker & Salomon)3 p „maximum model“ (Mannheim et al.)4 p blazar jets (Mannh)5 p AGN (Rachen & Biermann)6 pp AGN (Mannheim)7 GRB (Waxman & Bahcall)8 TD (Sigl)9 GZK

9

J.G. Learned, K. Mannheim, Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 50 (2000) 679

Diffuser extraterrestrischer NeutrinoflussMyonen von unten: TeV – PeVGrenze aus AMANDA 2000 Daten

(teilweise analysiert) Myonen von oben: PeV - EeV

erwartete AMANDA II Sensitivität

erwartete AMANDA II Sensitivität

BAIKAL 98/99 DatenBAIKAL 98/99 Daten

Suche nach Punktquellen(Daten aus 2000)

:bkgd ~ 1:1

zunehmende Energie

• Bisher keine Cluster• Grenzen für bekannte γ-Quellen

Upgrade mit 22 PMTs 4-fache Sensitivität

BAIKAL 200+

• 1999 Sensitivität = O(AMANDA 2000)

• 1 Teststring geplant für März 2003

• 3 komplette Strings im März 2004

Wichtig als X-Check für AMANDA II bis...

ANTARES: Tests 2002 Betrieb 2004/5

NESTOR: Tests 2002 Betrieb 2004/5?

Status IceCube

NRC Review (BarishCommittee) sehr positiv

House Appropriation Committee unterstützt24.7M$ für FY 2003 (F&E, Bohranlage)

Erste String-Installationgeplant für 2004/05

1400 m

2400 m

AMANDA

South Pole

IceTop

Es geht voran...

pν

γ