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