Design concepts for the Cherenkov Telescope Array CTA: An advanced facility for ground-based high-energy gamma-ray astronomy

M. Actis, G. Agnetta, F. Aharonian, A. Akhperjanian, J. Aleksić, E. Aliu, D. Allan, I. Allekotte, F. Antico, L. A. Antonelli, P. Antoranz, A. Aravantinos, T. Arlen, H. Arnaldi, S. Artmann, K. Asano, H. Asorey, J. Bähr, A. Bais, C. BaixerasS. Bajtlik, D. Balis, A. Bamba, C. Barbier, M. Barceló, A. Barnacka, J. Barnstedt, U. Barres de Almeida, J. A. Barrio, S. Basso, D. Bastieri, C. Bauer, J. Becerra, Y. Becherini, K. Bechtol, J. Becker, V. Beckmann, W. Bednarek, B. Behera, M. Beilicke, M. Belluso, M. Benallou, W. Benbow, J. Berdugo, K. Berger, T. Bernardino, K. Bernlöhr, A. Biland, S. Billotta, T. Bird, E. Birsin, E. Bissaldi, S. Blake, O. Blanch, A. A. Bobkov, L. Bogacz, M. Bogdan, C. Boisson, J. Boix, J. Bolmont, G. Bonanno, A. Bonardi, T. Bonev, J. Borkowski, O. Botner, A. Bottani, M. Bourgeat, C. Boutonnet, A. Bouvier, S. Brau-Nogué, I. Braun, T. Bretz, M. S. Briggs, P. Brun, L. Brunetti, J. H. Buckley, V. Bugaev, R. Bühler, T. Bulik, G. Busetto, S. Buson, K. Byrum, M. Cailles, R. Cameron, R. Canestrari, S. Cantu, E. Carmona, A. Carosi, J. Carr, P. H. Carton, M. Casiraghi, H. Castarede, O. Catalano, S. Cavazzani, S. Cazaux, B. Cerruti, M. Cerruti, P. M. Chadwick, J. Chiang, M. Chikawa, M. Cieślar, M. Ciesielska, A. Cillis, C. Clerc, P. Colin, J. Colomé, M. Compin, P. Conconi, V. Connaughton, J. Conrad, J. L. Contreras, P. Coppi, M. Corlier, P. Corona, O. Corpace, D. Corti, J. Cortina, H. Costantini, G. Cotter, B. Courty, S. Couturier, S. Covino, J. Croston, G. Cusumano, M. K. Daniel, F. Dazzi, de d. Angelis, E. de Cea del Pozo, E. M. de Gouveia Dal Pino, O. de Jager, I. de la Calle Pérez, G. de la Vega, B. de Lotto, M. de Naurois, E. de Oña Wilhelmi, V. de Souza, B. Decerprit, C. Deil, E. Delagnes, G. Deleglise, C. Delgado, T. Dettlaff, A. Di Paolo, F. Di Pierro, C. Díaz, J. Dick, H. Dickinson, S. W. Digel, D. Dimitrov, G. Disset, A. Djannati-Ataï, M. Doert, W. Domainko, D. Dorner, M. Doro, J. L. Dournaux, D. Dravins, L. Drury, F. Dubois, R. Dubois, G. Dubus, C. Dufour, D. Durand, J. Dyks, M. Dyrda, E. Edy, K. Egberts, C. Eleftheriadis, S. Elles, D. Emmanoulopoulos, R. Enomoto, J. P. Ernenwein, M. Errando, A. Etchegoyen, A. D. Falcone, K. Farakos, C. Farnier, S. Federici, F. Feinstein, D. Ferenc, E. Fillin-Martino, D. Fink, C. Finley, J. P. Finley, R. Firpo, D. Florin, C. Föhr, E. Fokitis, Ll Font, G. Fontaine, A. Fontana, A. Förster, L. Fortson, N. Fouque, C. Fransson, G. W. Fraser, L. Fresnillo, C. Fruck, Y. Fujita, Y. Fukazawa, S. Funk, W. Gäbele, S. Gabici, A. Gadola, N. Galante, Y. Gallant, B. García, R. J García López, D. Garrido, L. Garrido, D. Gascón, C. Gasq, M. Gaug, J. Gaweda, N. Geffroy, C. Ghag, A. Ghedina, M. Ghigo, E. Gianakaki, S. Giarrusso, G. Giavitto, B. Giebels, E. Giro, P. Giubilato, T. Glanzman, J. F. Glicenstein, M. Gochna, V. Golev, M. Gómez Berisso, A. González, F. González, F. Grañena, R. Graciani, J. Granot, R. Gredig, A. Green, T. Greenshaw, O. Grimm, J. Grube, M. Grudzińska, J. Grygorczuk, V. Guarino, L. Guglielmi, F. Guilloux, S. Gunji, G. Gyuk, D. Hadasch, D. Haefner, R. Hagiwara, J. Hahn, A. Hallgren, S. Hara, M. J. Hardcastle, T. Hassan, T. Haubold, M. Hauser, M. Hayashida, R. Heller, G. Henri, G. Hermann, A. Herrero, J. A. Hinton, D. Hoffmann, W. Hofmann, P. Hofverberg, D. Horns, D. Hrupec, H. Huan, B. Huber, J. M. Huet, G. Hughes, K. Hultquist, T. B. Humensky, J. F. Huppert, A. Ibarra, J. M. Illa, J. Ingjald, Y. Inoue, S. Inoue, K. Ioka, C. Jablonski, A. Jacholkowska, M. Janiak, P. Jean, H. Jensen, T. Jogler, I. Jung, P. Kaaret, S. Kabuki, J. Kakuwa, C. Kalkuhl, R. Kankanyan, M. Kapala, A. Karastergiou, M. Karczewski, S. Karkar, N. Karlsson, J. Kasperek, H. Katagiri, K. Katarzyński, N. Kawanaka, B. Kȩdziora, E. Kendziorra, B. Khélifi, D. Kieda, T. Kifune, T. Kihm, S. Klepser, W. Kluźniak, J. Knapp, A. R. Knappy, T. Kneiske, J. Knödlseder, F. Köck, K. Kodani, K. Kohri, K. Kokkotas, N. Komin, A. Konopelko, K. Kosack, R. Kossakowski, P. Kostka, J. Kotuła, G. Kowal, J. Kozioł, T. Krähenbühl, J. Krause, H. Krawczynski, F. Krennrich, A. Kretzschmann, H. Kubo, V. A. Kudryavtsev, J. Kushida, N. La Barbera, V. La Parola, G. La Rosa, A. López, G. Lamanna, P. Laporte, C. Lavalley, T. Le Flour, A. Le Padellec, J. P. Lenain, L. Lessio, B. Lieunard, E. Lindfors, A. Liolios, T. Lohse, S. Lombardi, A. Lopatin, E. Lorenz, P. Lubiński, O. Luz, E. Lyard, M. C. Maccarone, T. Maccarone, G. Maier, P. Majumdar, S. Maltezos, P. Małkiewicz, C. Mañá, A. Manalaysay, G. Maneva, A. Mangano, P. Manigot, J. Marín, M. Mariotti, S. Markoff, G. Martínez, M. Martínez, A. Mastichiadis, H. Matsumoto, S. Mattiazzo, D. Mazin, T. J L McComb, N. McCubbin, I. McHardy, C. Medina, D. Melkumyan, A. Mendes, P. Mertsch, M. Meucci, J. Michałowski, P. Micolon, T. Mineo, N. Mirabal, F. Mirabel, J. M. Miranda, R. Mirzoyan, T. Mizuno, B. Moal, R. Moderski, E. Molinari, I. Monteiro, A. Moralejo, C. Morello, K. Mori, G. Motta, F. Mottez, E. Moulin, R. Mukherjee, P. Munar, H. Muraishi, K. Murase, StJ S. Murphy, S. Nagataki, T. Naito, T. Nakamori, K. Nakayama, C. Naumann, D. Naumann, P. Nayman, D. Nedbal, A. Niedźwiecki, J. Niemiec, A. Nikolaidis, K. Nishijima, S. J. Nolan, N. Nowak, P. T. O'Brien, I. Ochoa, Y. Ohira, M. Ohishi, H. Ohka, A. Okumura, C. Olivetto, R. A. Ong, R. Orito, M. Orr, J. P. Osborne, M. Ostrowski, L. Otero, A. N. Otte, E. Ovcharov, I. Oya, A. Oziȩbło, S. Paiano, J. Pallota, J. L. Panazol, D. Paneque, M. Panter, R. Paoletti, G. Papyan, J. M. Paredes, G. Pareschi, R. D. Parsons, M. Paz Arribas, G. Pedaletti, A. Pepato, M. Persic, P. O. Petrucci, B. Peyaud, W. Piechocki, S. Pita, G. Pivato, Płatos, R. Platzer, L. Pogosyan, M. Pohl, G. Pojmański, J. D. Ponz, W. Potter, E. Prandini, R. Preece, H. Prokoph, G. Pühlhofer, M. Punch, E. Quel, A. Quirrenbach, P. Rajda, R. Rando, M. Rataj, M. Raue, C. Reimann, O. Reimann, A. Reimer, O. Reimer, M. Renaud, S. Renner, J. M. Reymond, W. Rhode, M. Ribó, M. Ribordy, J. Rico, F. Rieger, P. Ringegni, J. Ripken, P. Ristori, S. Rivoire, L. Rob, S. Rodriguez, U. Roeser, P. Romano, G. E. Romero, S. Rosier-Lees, A. C. Rovero, F. Roy, S. Royer, B. Rudak, C. B. Rulten, J. Ruppel, F. Russo, F. Ryde, B. Sacco, A. Saggion, V. Sahakian, K. Saito, T. Saito, N. Sakaki, E. Salazar, A. Salini, F. Sánchez, M. Á Sánchez Conde, A. Santangelo, E. M. Santos, A. Sanuy, L. Sapozhnikov, S. Sarkar, V. Scalzotto, V. Scapin, M. Scarcioffolo, T. Schanz, S. Schlenstedt, R. Schlickeiser, T. Schmidt, J. Schmoll, M. Schroedter, C. Schultz, J. Schultze, A. Schulz, U. Schwanke, S. Schwarzburg, T. Schweizer, J. Seiradakis, S. Selmane, K. Seweryn, M. Shayduk, R. C. Shellard, T. Shibata, M. Sikora, J. Silk, A. Sillanpää, J. Sitarek, C. Skole, N. Smith, D. Sobczyńska, M. Sofo Haro, H. Sol, F. Spanier, D. Spiga, S. Spyrou, V. Stamatescu, A. Stamerra, R. L C Starling, Stawarz, R. Steenkamp, C. Stegmann, S. Steiner, N. Stergioulas, R. Sternberger, F. Stinzing, M. Stodulski, U. Straumann, A. Suárez, M. Suchenek, R. Sugawara, K. H. Sulanke, S. Sun, A. D. Supanitsky, P. Sutcliffe, M. Szanecki, T. Szepieniec, A. Szostek, A. Szymkowiak, G. Tagliaferri, H. Tajima, H. Takahashi, K. Takahashi, L. Takalo, H. Takami, R. G. Talbot, P. H. Tam, M. Tanaka, T. Tanimori, M. Tavani, J. P. Tavernet, C. Tchernin, L. A. Tejedor, I. Telezhinsky, P. Temnikov, C. Tenzer, Y. Terada, R. Terrier, M. Teshima, V. Testa, L. Tibaldo, O. Tibolla, M. Tluczykont, C. J Todero Peixoto, F. Tokanai, M. Tokarz, K. Toma, D. F. Torres, G. Tosti, T. Totani, F. Toussenel, P. Vallania, G. Vallejo, J. van der Walt, C. van Eldik, J. Vandenbroucke, H. Vankov, G. Vasileiadis, V. V. Vassiliev, I. Vegas, L. Venter, S. Vercellone, C. Veyssiere, J. P. Vialle, M. Videla, P. Vincent, J. Vink, N. Vlahakis, L. Vlahos, P. Vogler, A. Vollhardt, F. Volpe, H. P. von Gunten, S. Vorobiov, S. Wagner, R. M. Wagner, B. Wagner, S. P. Wakely, P. Walter, R. Walter, R. Warwick, P. Wawer, R. Wawrzaszek, N. Webb, P. Wegner, A. Weinstein, Q. Weitzel, R. Welsing, H. Wetteskind, R. White, A. Wierzcholska, M. I. Wilkinson, D. A. Williams, M. Winde, R. Wischnewski, Wiśniewski, A. Wolczko, M. Wood, Q. Xiong, T. Yamamoto, K. Yamaoka, R. Yamazaki, S. Yanagita, B. Yoffo, M. Yonetani, A. Yoshida, T. Yoshida, T. Yoshikoshi, V. Zabalza, A. Zagdański, A. Zajczyk, A. Zdziarski, A. Zech, K. Ziȩtara, P. Ziółkowski, V. Zitelli, P. Zychowski

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

636 Scopus citations

Abstract

Ground-based gamma-ray astronomy has had a major breakthrough with the impressive results obtained using systems of imaging atmospheric Cherenkov telescopes. Ground-based gamma-ray astronomy has a huge potential in astrophysics, particle physics and cosmology. CTA is an international initiative to build the next generation instrument, with a factor of 5-10 improvement in sensitivity in the 100 GeV-10 TeV range and the extension to energies well below 100 GeV and above 100 TeV. CTA will consist of two arrays (one in the north, one in the south) for full sky coverage and will be operated as open observatory. The design of CTA is based on currently available technology. This document reports on the status and presents the major design concepts of CTA.

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)193-316
Number of pages124
JournalExperimental Astronomy
Volume32
Issue number3
DOIs
StatePublished - Dec 2011

Bibliographical note

Funding Information:
These challenges will be addressed during the Preparatory Phase (2010– 2013) which will be supported by an FP7 grant of up to 5.2 Me from the European Community and by grants from various national funding agencies.

Funding Information:
Acknowledgements We gratefully acknowledge financial support from the following agencies and organisations: Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (MinCyT), Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) and Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Argentina; State Committee of Science of Armenia; Ministry for Research, CNRS-INSU, CNRS-IN2P3 and CEA, France; Max Planck Society, BMBF, DESY, Helmholtz Association, Germany; MIUR, Italy; Netherlands Research School for Astronomy (NOVA), Netherlands Organization for Scientific Research (NWO); Ministry of Science and Higher Education and the National Centre for Research and Development, Poland; MICINN support through the National R+D+I, CDTI funding plans and the CPAN and MultiDark Consolider-Ingenio 2010 programme, Spain. Swedish Research Council, Royal Swedish Academy of Sciences financed, Sweden; Swiss National Science Foundation (SNSF), Switzerland; Lever-hulme Trust, Royal Society, Science and Technologies Facilities Council, Durham University, UK; National Science Foundation, Department of Energy, Argonne National Laboratory, University of California, University of Chicago, Iowa State University, Institute for Nuclear and Particle Astrophysics (INPAC-MRPI program), Washington University McDonnell Center for the Space Sciences, USA.

Keywords

  • Design concepts
  • Ground based gamma ray astronomy
  • Next generation Cherenkov telescopes

Fingerprint

Dive into the research topics of 'Design concepts for the Cherenkov Telescope Array CTA: An advanced facility for ground-based high-energy gamma-ray astronomy'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this