THESE 2009 O. RAVEL
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Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées Unité Mixte de Recherche 6457 École des Mines de Nantes - IN2P3/CNRS - Université de NantesPROPOSITION DE SUJET DE MASTER Nom du responsable et intitulé du laboratoire d'accueil : Jacques Martino - SUBATECH Adresse : 4 rue Alfred Kastler – La Chantrerie – BP 20722 – 44307 NANTES CEDEX 3 Nom, prénom et grade du responsable du stage : Olivier RAVEL Téléphone : 02 51 85 84 59 Email : ravel@subatech.in2p3.fr Equipe d’accueil : Astroparticule Sujet : Radio détection de rayons cosmiques de haute énergie avec CODALEMA : Analyse des données et tests des stations autonomes. Contexte : La thèse se déroulera au sein de l’équipe Astroparticule du laboratoire Subatech. Le groupe a initié et mis en fonctionnement l’expérience CODALEMA utilisant les installations de la station Radio-astronomique de Nançay (Cher). Cette expérience, 16novatrice a pour objectif la détection des rayons cosmiques d’énergies extrêmes (E>10 eV ). CODALEMA mesure le signal radioélectrique émis par les gerbes de particules qui se développe dans l’atmosphère lors de l’interaction d’un rayon cosmique primaire. Cette méthode de radiodétection nécessite l’utilisation d’antennes performantes (large bande passante) associées à une électronique d’amplification à très bas bruit. Depuis 2006 le réseau d’antenne de CODALEMA est déclenché par un réseau de scintillateur qui permet aussi de déterminer l’énergie des rayons cosmiques ...
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Français
Subatech - École des Mines de Nantes 4, rue Alfred Kastler - La Chantrerie - BP 20722 - 44307 Nantes cedex 3
Tél. 02 51 85 81 00 – Fax 02 51 85 84 79 – http://www-subatech.in2p3.fr
Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées
Unité Mixte de Recherche 6457 École des Mines de Nantes - IN2P3/CNRS - Université de Nantes
PROPOSITION DE SUJET DE MASTER
Nom du responsable et intitulé du laboratoire d'accueil :
Jacques Martino - SUBATECH
Adresse :
4 rue Alfred Kastler – La Chantrerie – BP 20722 – 44307 NANTES CEDEX 3
Nom, prénom et grade du responsable du stage : Olivier RAVE
L
Téléphone :
02 51 85 84 59
Email :
ravel@subatech.in2p3.fr
Equipe d’accueil : Astroparticule
Sujet : Radio détection de rayons cosmiques de haute énergie avec CODALEMA :
Analyse des données et tests des stations autonomes.
Contexte :
La thèse se déroulera au sein de l’équipe Astroparticule du laboratoire Subatech. Le groupe a initié et mis en fonctionnement
l’expérience CODALEMA utilisant les installations de la station
Radio-astronomique de Nançay (Cher). Cette expérience,
novatrice a pour objectif la détection des rayons cosmiques d’énergies extrêmes (E>10
16
eV ). CODALEMA mesure le signal
radioélectrique émis par les gerbes de particules qui se développe dans l’atmosphère lors de l’interaction d’un rayon cosmique
primaire. Cette méthode de radiodétection nécessite l’utilisation d’antennes performantes (large bande passante) associées à une
électronique d’amplification à très bas bruit. Depuis 2006 le réseau d’antenne de CODALEMA est déclenché par un réseau de
scintillateur qui permet aussi de déterminer l’énergie des rayons cosmiques détectés. L’expérience CODALEMA a publié
récemment
une asymétrie Nord/Sud dans les directions d’arrivées qui est interprétée comme une origine géomagnétique des
impulsions radio mesurées. Les derniers résultats ont permis de mieux comprendre la topologie du champ électrique mesuré et de
déterminer une observable radio corrélée à l’énergie du primaire. Ces résultats permettent d’envisager le développement de cette
technique à grande échelle, ce qui sera fait notamment auprès d’AUGER pour les énergies supérieurs à 10
18
eV.
Dans la perspective de l’accroissement du nombre d’antennes à Nançay, nous allons installer dans le troisième trimestre
2009 des stations de radiodétection autonomes permettant d’étendre la surface de détection à
environ un km
2
. Ces stations seront
auto déclenchées par le signal radio mesuré, ce qui reste le défit expérimental majeur en raison notamment des bruits de fond
radio. A ce jour nous sommes les seuls à avoir réussi un déclenchement autonome sur le site d’AUGER avec des prototypes de
stations. Le doctorant participera à l’installation et aux premières mesures sur le site de Nançay. Il s’intéressera en particulier aux
conditions de déclenchement et de bruit radio. Les tests permettront de déterminer précisément les caractéristiques du système de
déclenchement (étude de différentes bandes de filtrage) afin d’optimiser les taux d’acquisition.
Le doctorant devra, après un travail bibliographique sur les astroparticules et la radiodétection, participer à l’analyse des
données de l’expérience.
Il aura en charge plus particulièrement l’analyse des données des stations autonomes
. Cette
analyse a pour objectif la confirmation des résultats obtenus dans la première phase de CODALEMA : asymétrie Nord/sud des
directions d’arrivée, corrélation entre les signaux mesurés et l’énergie des gerbes mesurées par le réseau de scintillateurs au sol.
Les stations autonomes permettront de mesurer les deux polarisations horizontales des champs électriques induits par les gerbes,
ce qui permettra de contraindre fortement les modèles d’émission et de valider le modèle « géomagnétique » récemment publié.
Le doctorant devra dans un premier temps se familiariser aux méthodes d’analyses des données de CODALEMA
et
développer les outils nécessaires à son étude.
Le doctorant participera en outre aux réflexions et aux études prospectives visant au déploiement d’un grand nombre de
dipôles dans la perspective de la construction d’un grand réseau. IL sera amené à présenter ces résultats à la communauté
(workshop, congrès …)
.
Il aura la possibilité postuler pour une poste de moniteur à la Faculté des Sciences ou de dispenser des
enseignements à l’Ecole des Mines de Nantes.
Financement :
BDI CNRS/Région Pays de Loire
Le sujet
a été classé en première position par le laboratoire SUBATECH.
Informations
complémentaires :
http://codalema.in2p3.f
r
