HAWC HAWC Observatorio de rayos gamma en México Alberto Carramiñana por la colaboración HAWC Congreso Red FAE Taxco, 5 marzo 2009

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

GeVTeV COMPTEL MeV EGRET Fermi  -ray ST Cherenkov atmosférico Cherenkov de agua Satélites Tierra Detectores superficie (RC) La banda gamma OSO-3, SAS-2, COS-B PeV Límite por opacidad de pares con CMB Radiación altamente no térmica Producción vía aceleración de partículas

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 lat=36ºN –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 > 95%) Mapeo del cielo, monitoreo de fuentes transitorias, estudio de fuentes individuales

Operacional 1999 a 2008

Media bóveda celeste vista en rayos  de TeV E. Ona-Wilhelmi, et al., ICRC FGL J FGL J FGL J FGL J FGL J IC 443 Geminga Crab Mrk 421 Cygnus MGRO J El cielo de Milagro

El fondo de Milagro ¿Un acelerador local? ¿El campo magnético en la vecindad solar?

High Altitude Water Cherenkov 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  MilagroHAWC = 15  Milagro México: –Sierra Negra (4100m, 19º) –infraestructura –grupos científicos Mexicanos reconocidos Citius, Altius, Fortius

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,...

OMeGa = 

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.

Sinergias 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 (>2011)! 27 UHECRs y 472 AGNs D < 75 Mpc (Auger 2007)

Consorcio Sierra Negra ¿Laboratorio Nacional? - astrofísico - rayos cósmicos - solar AE - geofísico NanoHAWC (¡¡falta HAWC +  !!)

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

Actividades : –organización, páginas, reuniones, solicitudes, diseño, : –arreglo de ingeniería (NanoHAWC) –desarrollo de tanques (acción inicial Red FAE); –extensión de camino, línea eléctrica, Internet GTM; preparación sitio; –sistema adquisición agua : –instalación tanques; –adquisición agua; –instrumentación arreglo –sistemas DAQ y monitoreo remoto Electrónica suficientemente rápida y barata Trabajo a > 4000m Adquisición de agua Impacto al medio ambiente Organizarnos, administrarnos,... ¿recursos? y algunos retos...

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,...

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