Particules et noyaux dans l'Univers

Un détecteur
pour l'astronomie gamma
au-delà de 300 GeV

 Objectif

 

Les principaux objectifs de CAT sont l'étude des noyaux actifs de galaxie et la recherche de l'origine des rayons cosmiques par l'observation des restes de supernovae.

Par ailleurs, ces données peuvent etre utilisées pour contraindre la densité du fond de rayonnement infra-rouge, pour la recherche de désintégration de particules supersymétriques, ou encore l'évaporation de trous noirs primordiaux.

  L'expérience

 

Le télescope à imagerie Cherenkov CAT est en opération depuis septembre 1996. Situé sur l'ancienne centrale solaire de Thémis dans les Pyrennées Orientales, il comprend une caméra à fine granularité placée au foyer d'un miroir de 17.5 m2.

Les innovations techniques et la méthode de maximum de vraisemblance basée sur un modèle analytique des cascades de photons gamma permettent d'obtenir un seuil en énergie de 250 GeV au zénith associé à une sensibilité jusqu'à plusieurs dizaine de TeV.

Les observations se font au cours des nuits sans Lune et sans nuages. Environ 50% d'entre elles sont consacrées aux sources établies: la nébuleuse du Crabe et les noyaux actifs de galaxie Mkn 421 et Mkn 501; le temps restant est dédié à la recherche de nouveaux émetteurs au TeV.

Télescope CAT

  Le détecteur

 

Image d'un photon et d'un muon dans la caméra

L'originalité et les performances de CAT sont dues à sa caméra à haute résolution (600 photomultiplicateurs) et à son électronique rapide.

  • La brièveté du signal Cherenkov, l'isochronisme de l'optique et la rapidité de réponse des photomultiplicateurs associés à l'électronique rapide permet de lutter efficacement contre le bruit de fond de ciel.
  • La fine pixelisation de la caméra (0.12 degré) permet une bonne reconstruction de l'image, essentielle pour distinguer efficacement les événements hadroniques des événements dus aux photons gamma.

La nébuleuse du Crabe, source stable de photons gamma, est considérée comme une chandelle standard et sert à calibrer l'instrument ainsi qu'à confirmer les simulations faites par Monte-Carlo.

  Collaborations

 


  • Collaborations internationales

 

 

La collaboration CAT inclut une participation tchèque. Le laboratoire du Nuclear Center, Charles University a construit et assure l'entretien des 60 miroirs de 50 cm de diamètre chacun.

 


  • Collaborations françaises

 

 

Les participations françaises à la construction du détecteur CAT sont les suivantes :

 Organisme

Laboratoire

Participation technique

IN2P3 / CNRS

LPNHE-Jussieu /Paris

Construction de la caméra, test de PM, électronique d'acquisition et de déclenchement, programmation OnLine, mécanique de la caméra, calibrage des gains

IN2P3 / CNRS

LPNHE-Polytechnique /Palaiseau

Mécanique du télescope, programmation OnLine, réglage optique, méthode d'analyse, programmation de l'acquisition

IN2P3 / CNRS

PCC /Paris

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CEA

DSM/DAPNIA /Saclay

Test des PM

INSU / CNRS

CESR /Toulouse

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CNRS

GPF /Perpignan

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Last modified: Thu Sep 30 15:23:53 METDST