Identifiant pérenne de la notice : 206356269
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Les expériences d’astroparticules n’ont cessé de fleurir ces dix dernières années
dans le but de connaître l’origine des rayons cosmiques et les procédés mis en œuvre
dans leur accélération à des ultra-hautes énergies. Les télescopes Cherenkov tels
que ANTARES détectent la lumière Cherenkov issue des muons se propageant dans l’eau
de mer méditerranée. Les muons sont les produits d’interaction de neutrinos cosmiques
(signal) ou atmosphériques (bruit) avec les noyaux de la terre. Pour offrir les meilleures
conditions de détection de la lumière Cherenkov, et par conséquent bien reconstruire
les traces des muons détectés, les détecteurs de lumière i.e les photomultiplicateurs
doivent satisfaire plusieurs conditions. Le premier volet de cette thèse porte sur
le développement de photomultiplicateurs utilisant le cristal comme préamplificateur
de signal optique. L’avantage d’un tel procédé est la possibilité de séparer plusieurs
pics photo-électrons et d’améliorer la résolution temporelle grâce à un fort champ
électrique. La conception d’un tel prototype et la possibilité de son industrialisation
à grande échelle sont développés pour la première fois dans cette thèse. Le deuxième
volet s’inscrit dans la nouvelle thématique multi-messagers d’ANTARES.Un suivi avec
six télescopes optiques répartis sur chaque hémisphère est déclenché lorsque ANTARES
détecte un neutrino de haute énergie ou un ensemble de neutrinos coïncidents en temps
et en direction. Un tel système permet d’augmenter la sensibilité de détection de
neutrinos provenant de sources transitoires tels que les sursauts gamma et les Supernovæ
à effondrement de cœur. Un système d’alertes neutrino est maintenant implémenté et
fonctionne continument et de manière autonome sur ANTARES. Le système offre de bonnes
performances; le suivi optique se déclenche dans la minute suivant la détection neutrino
et l’incertitude sur la reconstruction de la trajectoire du neutrino est de 0.4° (valeur
médiane). Une fois l’alerte reu çe par un des télescopes, celui-ci se repositionne
sur la direction du neutrino et entame une série d’observations réparties sur le mois
suivant l’alerte. Cette thèse a porté dans un premier temps sur l’aspect neutrino
en développant le filtre sélectionnant les évènements haute énergie et multi-neutrinos.
Des outils d’analyse d’images optiques ont ensuite été implémentés pour la recherche
de sources transitoires. Les premiers résultats de recherche de contreparties optiques
de sursauts gamma en corrélation avec un signal neutrino sont présentés.
Note publique d'information : Astroparticle experiments are being developed with the aim of resolving the mystery
of cosmic rays. Questions like from where cosmic rays originate or how do they get
accelerated up to ultra high energies are still unresolved. Cherenkov telescopes like
ANTARES detect the Cherenkov light emitted by muons propagating in the sea water.
Muons are produced by the interaction of cosmic neutrinos (signal) or atmospheric
neutrinos (noise) with the Earth nuclei.In order to offer the best detection conditions
of Cherenkov light, and subsequently ensure a good reconstruction quality of the muons
trajectory, the light sensors i.e the photomultipliers must satisfy various conditions.The
first part of this thesis focuses on the development of photomultipliers using crystals
as a preamplifier of the light signal. The advantage of such a method is the possibility
to separate individual photo-electrons and to enhance the temporal resolution by applying
a high electric field.The design and conception as well as the possibility to produce
such devices at large industrial scales is for the first time developed in this thesis.The
second part of the thesis is inspired from the new multi-messenger approach in ANTARES.
An optical follow-up with six telescopes spread over the two hemispheres is triggered
by the detection of a high energy neutrino or a set of neutrinos coincident in time
and direction. Such a system enhances the sensitivity to transient sources such as
Gamma Rays Bursts (GRB) or Core Collapse Supernovae. The neutrino alert system is
now fully operational. The system offers good performances; the optical follow-up
starts within one minute from the neutrino detection and the median angular accuracy
of the reconstructed neutrinos is 0.4°.Upon the reception of an alert, the telescopes
point at the neutrino direction and start the acquisition of image series almost each
night of the month following the neutrino alert. Image analysis tools have been implemented
to search for optical transients; First results on the search of GRB optical counterparts
correlated with a neutrino signal are presented.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
