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Baikal-Amanda-IceCube Christian Spiering, Technisches Seminar, Mai2004.

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Präsentation zum Thema: "Baikal-Amanda-IceCube Christian Spiering, Technisches Seminar, Mai2004."—  Präsentation transkript:

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2 Baikal-Amanda-IceCube Christian Spiering, Technisches Seminar, Mai2004

3 Viktor Hess (Nobelpreis 1936) Entdeckung der Kosmischen Strahlen 1912

4 Kosmische Strahlen 1 TeV (HERA)

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9 Neutrino-Teleskope in Wasser und Eis

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11 Amanda Baikal Super-K Antares Nestor Km3: IceCube

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13 Lake Baikal: The Site NT m 1366 m

14 Camp

15 - 8 strings -192 optische Module - Zeuthen: 2 N 2 -Laser DAQ in Uferstation Div. Elektronik Ersatzteil-Käufe Finanz-Unterstützung

16 BED Wasserdicht: ~ 900 Stecker ohne Leck !!!

17 16 Eines der ersten Neutrino-Ereignisse, die mit dem Baikal-Teleskop registiert wurden. (1996)

18 cascades 140 m 36 zusätzliche PMTs 4x besser Sensitivität !

19 + - 40m unexpected electro-corrosion after > 6 years

20 + - points of problems Two out of four cables have broken during installation works in Spring Detector runs only with 5 strings in Two new cables in March 2004.

21 Die Konkurrenz: Projekte im Mittelmeer 4100m 2400m 3400m ANTARES NEMO NESTOR

22 Neutrinoteleskope im Meer

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24 Antarktis Neumayer Amundsen-Scott Mc Murdo Mirny Vostok Dumont DUrville Concordia

25 Südpol Dark sector AMANDA Dome Landebahn

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27 Installation AMANDA-II 677 optische Module an 19 Trossen

28 Drilling Hot water drilling 2 MW power 3-4 days / 2 km 60 cm hole

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30 Counting House The Counting House

31 AMANDA Event Signatures: Muons + N + X CC muon neutrino interaction track

32 Himmelskarte Amanda-II, Spuren von unten Von oben: größtenteils nicht durch Neutrinos hervorgerufen

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34 Close by objects SS-433 Sun Cyg-X1 Crab - Nebula SMC LMC 30 kpc = ly

35 AMANDA average flux limit for two assumed spectral indices, compared to the average gamma flux of Markarian 501 as observed in 1997 by HEGRA. Intrinsic source spectrum (corrected for IR absorption) AMANDA-II has reached the sensitivity needed to search from neutrino fluxes from TeV gamma sources of similar strength to the instrinsic gamma flux. Measured spectrum

36 Expected sensitivity for AMANDA years Super-Kamiokande 8 years MACRO cm -2 s -1 declination (degrees) southern sky northern sky SS-433 Mk-501 / ~ days AMANDA-B days AMANDA-II

37 Search for diffuse excess of extra- terrestrial high energy neutrinos bound WB bound log E /GeV DUMANDFREJUSMACRO Muons in Amanda-B10 (1997)Expectation Amanda-II, 3 yearsExpectation IceCube, 3 years

38 Amanda Suche nach einem Überschuss von Neutrinos aus der gegenseitigen Vernichtung von Teilchen der dunklen Materie, die vom Schwerefeld der Sonne eingefangen wurden. Suche nach dunkler Materie ( )

39 Upper limits on muon flux from neutralino annihilations in center of Sun ANTARES und ICECUBE: Erwartung aus Monte-Carlo Simulationen

40 Relativistische Magnetische Monopole = v/c upper limit (cm -2 s -1 sr -1 ) Cherenkov-Licht n 2 ·(g/e) 2 n = 1.33 (g/e) = 137 / KGF Soudan MACRO Orito Baikal Amanda IceCube electrons

41 Amanda/IceCube als Supernova Monitor Amanda-II Amanda-B10 IceCube sec Count rates B10: 60% der Galaxis A-II: 95% der Galaxis IceCube: bis zu LMC

42 IceCube 1400 m 2400 m AMANDA South Pole IceTop - 80 Strings PMT -Instrumentiertes Volumen: 1 km 3 -Installation: ~ atm. per year

43 Die IceCube-Kollaboration Venezuela Europa ( 11 ) Antarctica New Zealand USA ( 10 ) Japan Bartol Research Institute UC Berkeley UC Iivine Pennsylvania State UW Madison UW River Falls LBL Berkeley U. Simón Bolivar, Caracas VUB, Brussel ULB-IHEE, Bruxelles U. de Mons-Hainaut Imperial College, London DESY, Zeuthen Mainz Universität Wuppertal Universität Stockholm Universitet Uppsala Universitet Kalmar Universitet South Pole Station

44 AmandaIceCube Heat (surface) 2 MW 5 MW Time to 2400 m hours35-40 hours Fuel (gal/hole)10, ,000 7, ,000 Set-up Time5-6 weeks days Bohren: von Amanda zu IceCube

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46 Drilling ICECUBE

47 winch

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49 Digital Optical Module - (DOM) 33 cm DOM Captures waveforms with MHz first 500 ns - 40 MHz over 5000 ns Time-stamps each pulse - r.m.s. < 5 nsec Dynamic range PE over 15 ns PE over 5000 ns Dead time < 1 % Noise rate < 500 Hz

50 HV Base Flasher Board Delay Board DOM Mainboard

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53 DOR: DO M Readout card FPGA FLASHSRAM 96V DOM Power Clock & Time String port JTAG PLD Comm. ADC Comm. DAC Quad Cable Con. Comm. Rec. Power Switch

54 Traffic over 2 km twisted pair cable: - supply voltage - slow control - FADC output - synchro-signals ( require 5 nsec accuracy) DOM DOR

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57 preparation of components cleaning pouring Room 1:

58 assembly integration functionality test Room 2:

59 1 st Produktion End of February: First 2 kits of electronic boards arrived at Zeuthen : First DOM produced at DESY

60 Dark Freezer Lab - 45 °C

61 E µ =10 TeV, 90 hitsE µ =6 PeV, 1000 hits Simulierte IceCube Events

62 cos A eff / km 2 Effektive Fläche von IceCube

63 cm -2 s -1 SS-433 Mk-501 / ~ Expected sensitivities to steady point sources GX typical predictions for AGN, SNR,...

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65 P t 50 s Attenuation length of cold ice at kHz: ~ 2 km (light: ~ 100 meters) Maximum of emission at ~ 20 kHz neutrino Schallwelle

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67

68 amplitude

69 180 MeV Protonen Uppsala Test-Beam

70 RICEAGASA Amanda, Baikal AUGER Anita AABN 2012 km 3 EUSO Auger Akustik? 2004 RICE AGASA

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