Julien BOLMONT. Postdoctorat P2I H.E.S.S. - C.T.A.

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Vivien Sauvé
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2 Parcours ENSICAEN, Formation d ingénieur Instrumentation,... 2

3 Parcours ENSICAEN, Formation d ingénieur Instrumentation,... Thèse, LPTA, Astronomie γ - BE AMS-02, HETE-2 Analyse 2

4 Parcours ENSICAEN, Formation d ingénieur Instrumentation,... GLAST Thèse, LPTA, Astronomie γ - BE AMS-02, HETE-2 Analyse HESS Postdoc, DESY, Astronomie ν AMANDA/IceCube Instrumentation - Simulation AMANDA/ANTARES/KM3 IceTop/Auger 2

5 Parcours ENSICAEN, Formation d ingénieur Instrumentation,... GLAST Thèse, LPTA, Astronomie γ - BE AMS-02, HETE-2 Analyse HESS Postdoc, DESY, Astronomie ν AMANDA/IceCube Instrumentation - Simulation Postdoc, LPNHE, aujourd hui... Astronomie γ - HE H.E.S.S., CTA Analyse - Instrumentation AMANDA/ANTARES/KM3 GLAST HESS IceTop/Auger 2

6 Parcours ENSICAEN, Formation d ingénieur Instrumentation,... GLAST Thèse, LPTA, Astronomie γ - BE AMS-02, HETE-2 Analyse HESS Postdoc, DESY, Astronomie ν AMANDA/IceCube Instrumentation - Simulation Postdoc, LPNHE, aujourd hui... Astronomie γ - HE Thèmatique H.E.S.S., CTA Analyse - Instrumentation AMANDA/ANTARES/KM3 GLAST Les sources astrophysiques comme laboratoires de physique fondamentale... HESS IceTop/Auger 2

InIce = IceCube - IceTop 1 km de volume instrumenté Simulation : étude des cascades en régime LPM.

7 AMANDA/IceCube (1) AMANDA IceCube Prend des données depuis ans 200 m, 500 m de hauteur (0.02 km ) 677 OMs sur 19 lignes (2000+) Activités: Espacement horizontal : ~60 m vertical : ~12 des m Instrumentation : responsabilité tests Espacement des modules optiques à DESY. InIce = IceCube - IceTop 1 km de volume instrumenté Simulation : étude des cascades en régime LPM. 80 lignes (2011) 4800 DOMs surdes Prise en compte de l allongement cascades dans la simulation d IceCube. Espacement horizontal : ~125 m Espacement vertical : ~17 m 3 3 J. Bolmont LPTA - Montpellier - 6/06/ m SuperK 2450 m 13 Ne,T e,t had. + e- W N hadrons Interaction Cascade Longueur à 1 PeV ~ m Glace (AMANDA) longueur de diffusion ~20 m Résolution angulaire ~25 Signature 3

8 Tests des modules optiques Les modules sont testés en chambre froide avant d être envoyés au Pôle. Trois semaines de tests à des températures différentes (25 C, -20 C, -45 C). Tests systématiques de l électronique, des communications. Calibrage : détermination de la HT. Mesure de la résolution temporelle. Mesure de la sensibilité optique. ~99% des modules passent les tests. T ( C) ~3 semaines 4

9 Tests des modules optiques Les modules sont testés en chambre froide avant d être envoyés au Pôle. Trois semaines de tests à des températures différentes (25 C, -20 C, -45 C). Tests systématiques de l électronique, des communications. Calibrage : détermination de la HT. Mesure de la résolution temporelle. Mesure de la sensibilité optique. ~99% des modules passent les tests. T ( C) ~3 semaines 4

10 Tests des modules optiques Les modules sont testés en chambre froide avant d être envoyés au Pôle. Trois semaines de tests à des températures différentes (25 C, -20 C, -45 C). Tests systématiques de l électronique, des communications. Calibrage : détermination de la HT. Mesure de la résolution temporelle. Mesure de la sensibilité optique. ~99% des modules passent les tests. T ( C) ~3 semaines 4

11 Tests des modules optiques Les modules sont testés en chambre froide avant d être envoyés au Pôle. Trois semaines de tests à des températures différentes (25 C, -20 C, -45 C). Tests systématiques de l électronique, des communications. Calibrage : détermination de la HT. Mesure de la résolution temporelle. Mesure de la sensibilité optique. ~99% des modules passent les tests. T ( C) ~3 semaines 4

12 Simulation des cascades en régime LPM e- de12.5 EeV 5

13 Simulation des cascades en régime LPM L effet Landau-Pomeranchuck-Migdal provoque un allongement des cascades meilleure résolution angulaire EEM > ~20 PeV and EHAD. > ~ EeV Besoin d une simulation détaillée des cascades à haute énergie (E < 0 EeV) Développement d une version de CORSIKA dédiée Implémentation de ce type d événements dans la simulation d IceCube e- de12.5 EeV 5

14 Un test de l invariance de Lorentz Certains modèles de gravitation quantique prévoient une violation de l invariance de Lorentz Utilisation des sources variables et lointaines Mesure de l écart temporel entre l arrivée des photons HE et BE Recherche d un effet de propagation Attention aux effets intrinsèques à la source! t =H 1 0 E E QG z 0 (1 + z) dz h(z) 6

15 Un test de l invariance de Lorentz Certains modèles de gravitation quantique prévoient une violation de l invariance de Lorentz Utilisation des sources variables et lointaines Mesure de l écart temporel entre l arrivée des photons HE et BE Recherche d un effet de propagation Attention aux effets intrinsèques à la source! t =H 1 0 E E QG z 0 (1 + z) dz h(z) SOURCE E1 E2 > E1 Temps v1 v2 < v1 OBSERVATEUR t E = E2 - E1 Effet de Gravitation Quantique 6

16 Un test de l invariance de Lorentz Certains modèles de gravitation quantique prévoient une violation de l invariance de Lorentz Utilisation des sources variables et lointaines Mesure de l écart temporel entre l arrivée des photons HE et BE Recherche d un effet de propagation Attention aux effets intrinsèques à la source! t =H 1 0 E E QG z 0 (1 + z) dz h(z) SOURCE E1 E2 > E1 Temps E2 > E1 Temps SOURCE v1 v2 < v1 E1 v2 = v1 v1 OBSERVATEUR t OBSERVATEUR t E = E2 - E1 Effet de Gravitation Quantique Effet Source E = E2 - E1 6

17 Les sources E Sursauts Gamma HETE-2 : E ~ 130 kev GLAST-GBM : E ~ 1 MeV avec les sursauts (~200/an) Limite accessible : GeV? Blazars TeV GeV MeV kev Blazars E QG = E P E QG = E P /0 Gamma Ray Horizon redshift GRBs HESS-II E>1 TeV HETE E~130 kev CTA E~ TeV? GLAST (GBM) E~1 MeV TeV GeV MeV kev HESS-2 : E > 1 TeV avec les flares de Blazars (~30) Limite accessible : GeV? Importance de l horizon gamma Importance des observations multi-longueurs d onde CTA 7

18 Résultats avec HETE-2 On étudie l écart temporel moyen en fonction du redshift On peut construire une fonction de χ 2 χ 2 (M) = < t >= ak l (z)+b (1 + z) N GRB i=1 ( t i b (1 + z i ) a i (M) K l i) 2 σ 2 i + σ2 b avec a i (M) = 1 H 0 < E > i M t (s) Maxima /ndf) 2 (χ 8 Maxima & Minima Scenario kev kev 8-30 kev kev 8-20 kev kev 8-20 kev kev 8-30 kev kev 8-20 kev kev 8-30 kev kev 8-40 kev kev kev kev 8-20 kev kev 8-30 kev kev 8-40 kev kev % CL 8-50 kev kev kev kev z M (GeV) 18 EQG > 2 x 15 GeV Résultats publiés dans ApJ 676, 532 (2008) 8

19 Activités au LPNHE Analyse : recherche d un effet de gravitation quantique Analyse de Blazars de redshifts connus Utilisation d une méthode de vraisemblance permettant une analyse non binnée Perspectives pour CTA Instrumentation (CTA) Participation au choix d un photodétecteur pour les caméras de CTA - Tests d évaluation et de caractérisation des PMs - Utilisation du banc de test développé pour les PMs de H.E.S.S.-II Participation au projet d électronique d acquisition NECTAr avec test d un démonstrateur 9

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