Cross-calibrazione dei telescopi di MAGIC e del Large Size Telescope di CTA

The Imaging Atmoshperic Cherenkov Techinque (IACT) is one of the most ad-vanced detection techniques in the field of Very High Energy gamma-ray astronomy.Cherenkov telescopes detect Cherenkov radiation emitted by charged particles inEAS (Extensive Atmospheric Shower) generated by primary cosmic and gammarays. Cherenkov photons collected by a camera of PMTs form an image, whosecharacteristics allow to infer the physical properties of the particles that initiatedthe shower. The state of the art of this technique is represented by two experi-ments: Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescopes (MAGIC)and Cherenkov Telecope Array (CTA). The former, that exhibits more than adecade of data collection, is an observatory composed of two telescopes, locatedin La Palma, Canary Island, Spain. The latter constitutes the next generation ofVHE gamma-ray observatories: it will cover both the hemispheres with more thanone hundred telescopes. Presently, only one of CTA telescopes have been realized:the Large Size Telescope (LST-1), inaugurated in 2018, in La Palma, near MAGIC.The proximity to MAGIC represents a great advantage for the operation, maintenance and calibration of LST-1. My work has dealt with the cross-calibration of thetwo systems. The aim of this analysis is to exploit the results of a well known andcalibrated instrument (the MAGIC system) in order to study the performances ofLST-1 reconstruction, and the adequacy of its chain of analysis. In this framework,I have analyzed different nights of simultaneous observations, in which the threetelescopes were simultaneously collecting data while pointing at the same source,the Crab Nebula. By identifying and then analyzing the coincident events seenby the two systems, I could compare the reconstruction and classification of thoseevents made by LST chain of analysis, with that realized by MAGIC software.

L'Imaging Atmoshperic Cherenkov Techinque (IACT) è una delle tecniche di rilevalazione più avanzate nel campo dell'astronomia gamma ad alta energia. I telescopi Cherenkov rilevano la radiazione Cherenkov emessa dalle particelle cariche presenti negli sciami atmosferici (EAS) generati gamma primari. I fotoni Cherenkov, convogliati da degli specchi su una camera di fotomoltiplicatori (PMTs), formano un’ immagine, le cui caratteristiche consentono di determinare le proprietà fisiche delle particella primaria che ha generato lo sciame. Lo stato dell'arte di questa tecnica è rappresentato da due esperimenti: MAGIC e CTA. Il primo, con più di un decennio di raccolta dati alle spalle, è un osservatorio composto da due telescopi, situato a La Palma nelle Isole Canarie (Spagna). Il secondo invece, costituisce la prossima generazione di osservatori di raggi gamma ad alta energia: coprirà entrambi gli emisferi con più di cento telescopi. Attualmente è stato realizzato solo uno dei telescopi CTA: il Large Size Telescope (LST-1), inaugurato nel 2018, a La Palma, nei pressi di MAGIC. La vicinanza con MAGIC rappresenta un grande vantaggio per il funzionamento, la manutenzione e la calibrazione di LST- 1. Durante il mio lavoro di tesi, mi sono occupato della cross-calibrazione dei due sistemi. Lo scopo di questa analisi è quello di sfruttare i risultati di uno strumento ben noto e calibrato (i due telescopi di MAGIC) per studiare le performance di ricostruzione di LST-1 e l'adeguatezza della sua catena di analisi. Ho analizzato diverse notti di osservazioni simultanee, in cui i tre telescopi raccoglievano dati simultaneamente, osservando la medesima sorgente, la Crab Nebula. Identificando e poi analizzando gli eventi in coincidenza, rivelati da entrambi i sistemi, ho potuto confrontare la ricostruzione e la classificazione di quegli eventi effettuata dalla catena di analisi LST-1, con quella realizzata dal software MAGIC.