03 juin 2019
NectarCAM détecte ses premières gerbes atmosphériques
NectarCAM détecte ses premières gerbes atmosphériques

Montage des modules de la caméra NectarCAM à Adlershof

La caméra NectarCAM, équipée de prêt d'un quart de ses modules de détection, grâce notamment  à un financement obtenu auprès des labex P2IO, OCEVU et  OSUG2020, a vu ses premiers évènements de cascades atmosphériques dans le ciel de Berlin Adlershof, la nuit du 22 au 23 mai 2019. Elle est arrivée sur le site du prototype MST (Medium Size Telescope) le 16 mai 2019 en provenance du CEA-IRFU à Saclay. 

Après les vérifications nécessaires au sol, elle a été chargée sur le télescope avec succès par les équipes de l’IN2P3, de l'Irfu au CEA et de DESY Zeuthen.  La prise de données s’est déroulée sans heurts et à permis d’obtenir la première lumière avec la détection de gerbes atmosphériques dues aux rayons cosmiques.

Une étroite coopération entre toutes les équipes du consortium NectarCAM, sans oublier l’équipe du télescope, ont permis de mener à bien ce premier objectif, essentiel pour le projet, avant le déploiement sur site fin 2020 aux Canaries ( le site de l'hémisphère Nord de CTA).

La caméra "partielle" équipée de 23% de ses pixels va revenir début juillet sur sa plateforme d'intégration située à l'Irfu pour être complétée avec ses 1 855 pixels et rejoindre le site Nord de CTA en 2020. les équipes de différents laboratoires du CEA et du CNRS se préparent pour être en mesure de fabriquer jusqu’à 4 caméras par an sur un total de 15 caméras (parmi les 40 telescopes de taille moyenne de CTA).

 
Chaque pixel voit environ 3 108 photons/s (sur site CTA) à 1.5 109 photons/s (Adlershof). Le taux de gerbes n'est que de quelques kHz (site) et quelques dizaines-centaines de Hz (Adlershof). Les données sont stockées de manière circulaire dans les puces Nectars (échantillonage 1 GHz) et évaluées en permanence par le système de trigger (déclenchement). Celui-ci recherche un signal de 3 pixels (photomultiplicateur) proches, dans un ensemble de 37, avec plus de N photoelectrons (N=6, 7 pour la vraie expérience, =15 à Adlershof) dans un intervalle de temps de quelques nanosecondes (~3).
Lorsqu'un tel evenement est trouvé, il est enregistré.

A gauche sont représentés les modules touchés au passage d'une gerbe initiée par une particule cosmique lors de son passage dans l'atmosphère. A droite on voit le développement temporel de celle-ci, qui dure en réalité quelques dizaines de nanosecondes. 

 
NectarCAM détecte ses premières gerbes atmosphériques

Les équipes de l’IRFU , du CNRS et de Desy-Zeuthen devant le prototype de NectarCAM monté sur le prototype de structure de télescope MST.

La caméra  NectarCAM est l’une des caméras qui pourraient équiper les foyers des télescopes de taille moyenne de l’observatoire des très hautes énergies CTA.  NectarCAM a été conçue et construite par  un consortium de 16 laboratoires: du CEA (Irfu), du CNRS (IN2P3 et INSU) et des laboratoires espagnols et allemands.

NectarCAM est une amélioration  des caméras des réseaux H.E.S.S. et MAGIC.

Par rapport aux caméras de H.E.S.S., NectarCAM dispose :

  • d’un champ de vue double en surface,
  • de la possibilité de mesurer l’évolution du signal dans le temps sur quelques dizaines de nanosecondes 
  • et d’un temps mort réduit qui permet de prendre des données à plusieurs kHz.
Sur le projet NectarCam, L’Irfu produit les puces Nectar utilisées dans les cartes de lecture, effectue l’assemblage des composants produits  dans les laboratoires partenaires ou dans l’industrie, la vérification des performances scientifiques, le management du projet et la responsabilité scientifique de la caméra.
 
NectarCAM sur la structure de télescope à Adlershof (près de Berlin)
 

Contacts Irfu: Jean-François Glicenstein (DPhP), Philippe Galdemard (DIS)

 

Pour en savoir plus:

 

Maj : 07/06/2019 (4603)

 

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