El proyecto HAWC (High Altitude Water Cerenkov observatory) contempla el diseño, fabricación y operación de un observatorio de altas energías mediante la detección de radiación secundaria en 300 detectores de luz Cherenkov en agua , instalados en el Volcán Sierra Negra, Pue., sitio a cargo del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE). _x000D_ HAWC es una colaboración entre los EUA y México, liderado por Los Alamos National Laboratory y la U de Maryland, y el INAOE y la UNAM, respectivamente, pero con aproximadamente una docena de instituciones participantes en cada país. _x000D_ El proyecto acaba de completar su primera fase de construcción, que consiste en 7 tanques detectores de radiación Cherenkov en agua (VAMOS). Por etapas, será incrementado a 30, 100 y finalmente a 300. _x000D_ Se cuenta con el financiamiento necesario por parte de los EUA (NSF, DoE) y México (CONACyT, UNAM) para los elementos de construcción. La inversión total esperada es de aproximadamente 15MUSD. _x000D_ En general, HAWC aportará conocimientos fundamentales sobre las características de fuentes astrofísicas en altas energías (cientos de MeV a cientos de TeV), galácticas y extragalácticas, en todo el cielo visible desde el sitio, tanto para fuentes estáticas como transitorias, complementando las observaciones realizadas con detectores satelitales (por ejemplo, FERMI). No existe otro observatorio con las características de HAWC en el mundo. HAWC dará una visión nueva sobre el universo en estas bandas de energía, lo que implica trabajo tanto observacional como teórico, en una de las disciplinas astrofísicas con mayor crecimiento en los últimos años. Desde el punto de vista técnico, hay grupos en la UNAM y en México en general participando en diversas áreas del proyecto, como electrónica, análisis de datos y simulaciones. _x000D_ _x000D_ En este proyecto se propone aprovechar los primeros datos de HAWC para estudiar y caracterizar su respuesta a GRBs, así como desarrollar todas las herramientas de análisis y búsqueda necesarias que dependen tanto del instrumento como del modelo de emisión supuesto en GRBs. _x000D_ _x000D_ El derecho al acceso a los datos conlleva responsabilidades en la construcción del instrumento. En particular, el Instituto de Astronomía tiene como sus responsabilidades la instalación y mantenimiento de la infraestructura de cómputo en sitio, del sistema de monitoreo de la calidad del agua y del desarrollo y mantenimiento del sistema de adquisición de datos, además de que participa en el desarrollo y diseño de sistemas de ensamblaje de los tanques y diseño de las tarjeta electrónicas digitalizadoras (Front End boards). _x000D_ _x000D_ Por lo anterior, en este proyecto se solicita financiamiento para permitir que los miembros de la colaboración HAWC basados en el IAUNAM, Investigadores y en especial los Técnicos Académicos, asistan a las reuniones de trabajo, científico y técnico, nacionales e internacionales, y al sitio de HAWC en temporadas de trabajo de construcción, con el fin de desarrollar, integrar y poner en marcha los equipos y sistemas bajo su responsabilidad. También se contempla la adquisición de equipos de cómputo portátiles para llevar a cabo trabajo científico y técnico por parte de miembros del equipo._x000D_

3.1 Especificaciones generales del instrumento_x000D_ _x000D_ El observatorio HAWC (Abeysekara et al., 2011) está diseñado para detectar rayos gamma de alta energía, y se encuentra en construcción en el Volcán Sierra Negra, México, a 4100m s. m. n. Cuando sea terminado constará de 300 tanques de acero de 7.3m de diámetro y 4.5m de profundidad, con área total de 22000m^2 (12550m^2 con tanques). Dentro de cada tanque habrá una membrana llena de agua purificada, y 4 tubos fotomultiplicadores (PMTs) serán instalados al fondo, detectando la radiación Cerenkov secundaria producida en el agua. Al día de hoy (mediados de septiembre 2011) un arreglo de 7 tanques (VAMOS) ha sido construido en el sitio, y seis de ellos contienen agua y entre 4 y 7 PMTs cada uno. La operación final de VAMOS está prevista para otoño 2011, y HAWC-30 (con 30 tanques) para 2012. Con respecto a su antecesor, MILAGRO (instalado en Los Alamos National Laboratory, Atkins 2004), HAWC representa una mejor sensibilidad por un factor de 15 para fuentes puntuales, y extiende la detección a menos energías. La mayor área y la separación en tanques (MILAGRO consistía de una sola alberca) también permite una mejor discriminación entre radiación electromagnética y detección de hadrones de alta energía. Finalmente, HAWC proporcionará alertas prácticamente en tiempo real a la red GCN (GRB Coordinate Network, Barthelmy et al. 1999) lo que permitirá dar seguimiento a los eventos detectados en un amplio rango de frecuencias. _x000D_ _x000D_ Los datos de HAWC serán guardados en dos sistemas. El principal (trigger) mide los tiempo de arribo, y tiempos sobre el umbral de los pulsos detectados en los PMTs, dando la información necesaria para llevar a cabo la reconstrucción de la cascada, y así indicando la partícula original y su energía. El segundo (scaler, Vernetto 2000), opera en modo cuenta pulsos de los PMTs, y es sensible a rayos gamma y rayos cósmicos producto de eventos transitorios (como actividad solar) que llevan a cambios repentinos de las cuentas con respecto al fondo de cascadas atmosféricas y ruido._x000D_ _x000D_ _x000D_ _x000D_ _x000D_ 3.2 Estudio de GRBs_x000D_ _x000D_ En lo que se refiere a GRBs HAWC tendrá dos características que lo distinguen de otros observatorios: su gran cobertura espacial, y su excelente desempeño a altas energías. _x000D_ _x000D_ El primero es importante porque los GRBs son imposibles de predecir, y por lo tanto cubrir una fracción del cielo importante, que pueda llevar a detección y alertas para observaciones subsecuentes de contrapartes con otros sistemas resulta crucial. En este sentido, como ya se mencionó, HAWC generará alertas que darán pie a seguimiento con otros sistemas capaces de detectar tanto rayos gamma, como radiación en el óptico y cercano infrarrojo (por ejemplo RATIR en el OAN/SPM para imagen y el Gran Telescopio Canarias para espectroscopia). La complementariedad resulta entonces de gran interés en este sentido. La explotación científica correspondiente permitirá estudiar no sólo los eventos en sí, sino la demográfica de las poblaciones de progenitores, y de las galaxias donde ocurren. _x000D_ _x000D_ El segundo resulta interesante porque los procesos de emisión que dan lugar a los rayos gamma que son detectados como la fase pronta no están del todo esclarecidos aún, por un lado, y por otro la cantidad de eventos que conocemos con componentes espectrales que desvían de la de Band a muy altas energías es aún muy baja. El satélite Fermi ha mostrado que ocurren, pero es necesario tener una mayor muestra para reducir los efectos estadísticos y comprender de manera más global el origen de esta componente. HAWC resultará sin duda de gran utilidad en este sentido, incluso para entender y aprovechar mejor eventos ya detectados y existentes en la base de datos del observatorio Compton que función de 1990 a 1999. _x000D_ _x000D_ Dentro de este proyecto se estudiarán los datos recabados por HAWC en sus fases iniciales. En particular se propone estudiar y caracterizar su respuesta a GRBs, así como desarrollar todas las herramientas de análisis y búsqueda necesarias que dependen tanto del instrumento como del modelo de emisión supuesto en GRBs tanto para el modo escalar como el modo de trigger, por ejemplo se estudiarán las capacidades del instrumento para determinar el espectro de los GRBs._x000D_ _x000D_ Esta parte del proyecto será llevada a cabo principalmente por N Fraija, M. González, W Lee y B Patricelli._x000D_ _x000D_ 3.3 Construcción_x000D_ _x000D_ _x000D_ La fase de construcción de HAWC requiere de la interacción constante de los miembros de la colaboración. El personal de las instituciones participantes se reúne periódicamente, ya sea en reuniones nacionales de los miembros de México, o internacionales conjuntas con los colegas de los EEUU. Estas reuniones son fundamentales para el avance del proyecto, porque en ellas se presentan los adelantos, se discuten los problemas y se llega a soluciones que permiten progresar de manera continua y segura. El equipo técnico de esta propuesta está centrado en el diseño y elaboración del sistema de adquisición de datos, en el sistema de monitoreo de la calidad del agua y en la instalación y mantenimiento de la infraestructura de computo en sitio, así como participa en el diseño del sistema de ensamblaje de tanque y diseño de otras partes. Instalar y probar estos sistemas con VAMOS, después HAWC 30, 100 y 300 de manera incremental hará que los problemas encontrados sean resueltos a pequeña escala primero, y luego implementados en el arreglo que irá creciendo hasta el sistema final. _x000D_ _x000D_ Además de las reuniones de la colaboración citadas, el trabajo de campo en el sitio de Puebla de manera continua es requerido para ir instalando in situ los equipos diseñados, manufacturados y probados en el laboratorio. Las condiciones climáticas a 4100m. s. n. m. son evidentemente muy distintas a las de un laboratorio controlado, y la operación real requiere de monitoreo y corrección continua para asegurar su buen funcionamiento._x000D_ Esta parte del proyecto será llevada a cabo principalmente por A Bernal, F Garfias, C Guzmán, L Hernández, A Iriarte, R Langarica, G Lara, L A Martínez y F Ruiz._x000D_