Bestimmung der Winkelauflösungdes Neutrinoteleskopes ANTARES
DPG 2001 Bonn Anne Oppelt 29.03.01
2400m
300m
elektro-optischesKabel ~ 40 km
Auslesekabel
Anker
Boje
Elektronikcontainer
~60m
Akustische Sender
~100m
Elektronik-container
Hydrophone
OptischeSender
OM-Triplet
Der ANTARES-DetektorDer ANTARES-Detektor
OM
Kalibrations- undKalibrations- undPositionierungssystemePositionierungssysteme
• Kompass → Orientierung der OM• Neigungsmesser → Linienform• Hydrophone → Relativposition• Akustische Sender → Absolutposition
Absolute Richtungskalibration ?Absolute Richtungskalibration ?
PrototypliniePrototyplinie12/99 - 06/00 : 340 m lang @ 1200 m Tiefe• 16 OM-Paare• 7 PM• akustisches Positionierungssystem• Datentransfer über elektro-optisches Kabel
Direct Measure distance D1-D3
231240
231245
231250
231255
231260
231265
231270
231275
231280
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65
(mm
)
Mean = 231260.5 mmSigma = 5.5 mm
135.80
135.90
136.00
136.10
136.20
136.30
136.40
136.50
136.60
116.10 116.15 116.20 116.25 116.30 116.35 116.40 116.45 116.50 116.55
X(m)
Y(m
)
10cm
Präzision ≤ 5 cm
5mm
(a) Rekonstruktion der Linienform(b) akustische Messung entlang der Linie(c) Triangulation zwischen Hydrophonen
(a)
(c)(b)
2m
PositionsmessungenPositionsmessungen
WinkelauflösungWinkelauflösung
´
DetektionseffezienzDetektionseffezienz
TriggerReconstructionSelektion
2,5 < log10(E (GeV)) < 5,5
Seff ( )ΕΕµµ , θ , θµµ
4545oo
SelektionSelektionZiel: Verbesserung der Akzeptanz atmospärischer Myonen mit Winkelauflösung von ~1o
Ergebnis: ~ Faktor 4 mehr Myonen selektiert
verwirft schlecht
rekonstruierte Ereignisse
standard
neu
Der MondschattenDer MondschattenDetektion des Mondschattens in der kosmischen Strahlung
Myonen in2400 mTiefe
Absorption durch den
Mond
SimulationsmethodeSimulationsmethode
Simulation von106 Myonen in 10o
um Mondzentrumon-sourceoff-source
(Schatten)
(kein Effekt)
Defizit
RR
1010 ο ο
RR
MyonendichteMyonendichteoff-source: flach on-source: „Loch“
ideale Winkel-
auflösung
Winkel-auflösung
= 1o
Messung der WinkelauflösungMessung der Winkelauflösung
2 - Test
• Messung bis ~1o
• Limit für >1o
Signifikanz der BeobachtungSignifikanz der Beobachtung
minimale Beobachtungszeit: 2,2 Jahresignifikative Beobachtung: ≥ 5 Jahre
tobs (a)
DetektorinstallationDetektorinstallationPlanung:Feb. 2003: 2 LinienFeb. 2003: 2 LinienEnde 2003: 4 LinienEnde 2003: 4 LinienEnde 2004: 4 LinienEnde 2004: 4 LinienEnde 2005: 4 LinienEnde 2005: 4 Linien
Beobachtung des Mondschattens
2007 / 2008
� �
� �
� �
� �
� ��
�� ��
�� ��
Absolute RichtungskalibrationAbsolute Richtungskalibrationmögliche Verschiebung des Detektor-Koordinatensystems
Punktquellensuche an falscher Position
Absolute RichtungskalibrationAbsolute Richtungskalibration
Unterschiednicht messbar
Mondschattennicht mehr sichtbar
∆=0,2 ∆=0,2 οο
∆=0,6 ∆=0,6 οο ∆=0,8 ∆=0,8 οο
∆=0,4 ∆=0,4 οο
∆ < 0,5 ∆ < 0,5 οο
∆ > 0,5 ∆ > 0,5 οο
Win
kela
uflö
sung
: 1o
ZusammenfassungZusammenfassung
Mögliche Verbesserungen :• effektivere Rekonstruktion• PM-Anordnung 45o → 75o
• einige PM nach oben orientiert
Ergebnisse:• Winkelauflösung und Richtungskalibration können mit den Daten von ≥ 2 Jahren kontrolliert werden• eine signifikante Beobachtung des Mondschattens ist nach 5-8 Jahren möglich
ANTARESANTARESeine wachsende Kollaborationeine wachsende Kollaboration
� CPPM, Marseille (IN2P3)
� DSM/DAPNIA, Saclay (CEA)
� IReS, Strasbourg
� Univ. of H.-A., Mulhouse
� C.O.M. Marseille
� IFREMER, Marseille/Brest
� IGRAP (INSU), Provence
� University of Bari
� University of Bologna
� University of Catania
� LNS – Catania
� University of Rome
� University of Genova
� IFIC, Valencia
� NIKHEF, Amsterdam
� ITEP, Moscow
� University of Oxford
� University of Sheffield