Séminaires APC des 1er et 16 avril 2004
1er avril :
10h00-10h25
Olivier Deligny
Recherche d'anisotropies dans les données des rayons cosmiques
d'énergie extrême.
Les premiers résultats de physique qu'apportera Auger Sud
concerneront les distributions des directions d'arrivée des rayons
cosmiques et leurs éventuelles anisotropies. Je consacrerai mon exposé à
la recherche de signatures à grande échelle des directions d'arrivée. Les
méthodes d'analyse reposent sur l'estimation du spectre de puissance
angulaire des événements. Je montrerai que cette estimation est possible
même avec une couverture partielle en utilisant des méthodes inspirées
pour une grande part des analyses du CMB. Les contraintes qu'Auger va
fournir en faveur une distribution isotrope seront discutées.
10h25-10h50
Yael Fuchs
Les microquasars vus sous toutes les longueurs d'onde.
Les microquasars sont des étoiles binaires-X à jets, répliques
miniatures et moins puissantes des lointains quasars et radio-galaxies.
Leur grande variabilité permet d'observer des états très différents
correspondant à des phénomènes physiques complexes d'accrétion et
d'éjection de matière autour d'un trou noir. Cette petite revue
décrira les microquasars de la radio aux rayons gamma. Je partirai
du système binaire, puis je suivrai le cheminement des jets
relativistes des petites aux grandes échelles jusqu'à leur interaction
avec le milieu environnant. Je parlerai aussi des découvertes du
satellite gamma INTEGRAL, et des perspectives d'observation à haute
énergie avec HESS.
10h50-11h15
David Maurin
La propagation des noyaux dans la Galaxie vue sous
toutes ses coutures
L'ensemble des noyaux (des legers aux lourds, des
stables aux instables) du rayonnement cosmique galactique
observe sur une large gamme d'energie (du GeV au PeV)
nous permet de sonder les proprietes de la Galaxie
dans sa dimension spatiale et temporelle.
Je presenterai alors les resultats obtenus ces dernieres
annees pour quelques uns de ces noyaux afin d'illustrer
cette affirmation. Je terminerai avec quelques resultats
en antiprotons et les limites superieures obtenues sur des
possibles contributions exotiques (SUSY, PBH, KK...).
11h15-11h40
Jean-Baptiste Melin
Effets de sélection dans les sondages millimétriques d'amas de galaxies
Les amas de galaxies vont jouer un rôle crucial en Cosmologie au cours
des dix prochaines années. En effet, non seulement ils donnent des
contraintes sur les paramètres cosmologiques indépendantes de celles
des supernovae de type Ia et du fond diffus cosmologique, mais ils
representent aussi un chaînon essentiel dans le processus de formation
des structures dans l'Univers.
Les sondages d'amas en X et dans le visible ont beaucoup apporté à la
Cosmologie mais ils sont limités en redshift z à cause de
l'affaiblissement en (1+z)^(-4) de la brillance de surface intégrée
des amas inhérente à l'expansion de l'Univers. Les sondages aux
longueurs d'onde millimétriques utilisant l'effet Sunyaev-Zel'dovitch
ne sont pas sensibles à cet affaiblissement.
Dans la première partie de ma présentation, je parlerai de l'effet
Sunyaev-Zel'dovitch et j'insisterai sur les propriétés qui font de lui
un outil indispensable pour la détection des amas. Dans une deuxième
partie, je montrerai des cartes du ciel simulées aux longeurs d'onde
millimétriques et je proposerai un algorithme rapide de détection
d'amas. Enfin, dans la troisième partie, je présenterai des résultats
sur la fonction de sélection des amas ; j'analyserai les effets
induits par les anisotropies primaires du fond diffus cosmologique,
les sources ponctuelles, la taille du lobe primaire de l'instrument et
le niveau du bruit instrumental sur la distribution des amas
retrouvés.
11h40-12h05
Julien Serreau
Champs quantiques hors d'equilibre
L'etude de la dynamique des champs quantiques hors d'equilibre est un
domaine en plein developpement ces dernieres annees, notamment sous
l'impulsion de problematiques provenant de la cosmologie primordiale ou de
l'etude des collisions nucleaires a haute energie. Je decrirai les progres
importants realises recemment en ce qui concerne la description de
situations loin de l'equilibre, en particulier avec les methodes basees
sur l'action effective dite "deux-particules-irreductible" (2PI).
A l'heure actuelle, ces methodes permettent la description quantitative de
situations physiques realistes a partir des premiers principes. Je
decrirai, en particulier, leur application recente a l'etude du processus
de thermalisation dans les theories scalaires et fermioniques, ainsi qu'a
la toute premiere description quantitative du phenomene de resonance
parametrique en theorie quantique des champs, qui joue un role central
dans la physique du rechauffement de l'univers a la fin de l'inflation.
12h05-12h30
Rachel Jeannerot
L'inflation hybride supersymetrique
L'inflation hybride supersymetrique est l'un des seuls
modeles d'inflation reellement motive du point de vue de la physique
des particules. Je discuterai tout d'abord l'inflation hybride
standard et montrerai qu'elle emerge naturellement dans les theories
unifiees supersymetriques. L'echelle de l'inflation est contrainte par
COBE et doit etre proche de l'echelle de la grande unification. La
constante de couplage est de l'ordre de 10^-2. Il y a formation de
defauts topologiques a la fin de l'inflation, ce qui implique des
contraintes sur les schemas de brisure spontanee de symetrie.
J'expliquerai comment on peut modifier le scenario d'inflation hybride
standard pour qu'il n y ait pas formation de defauts topologiques a la
fin de l'inflation. Je decrirai un modele theorique concret qui
conduit a l'inflation. L'inflaton oscillant a la fin de l'inflation se
desintegre en neutrinos et sneutrinos droits, rechauffant
l'univers. Ceux-ci se desintegrent en (s)lepton et Higgs(inos) creant
une asymetrie leptonique. Elle est convertie en asymetrie baryonique
par les sphalerons. Le modele satisfait les contraintes experimentales
sur le fond diffus cosmologique et les masses des neutrinos.
14h00-14h25
Emmanuel Nezri
Neutralino matiere noire : phenomenologie et detections
Apres un rappel de quelques arguments en faveur de la presence de matiere
noire, je presenterai le candidat le plus plebicite : le neutralino du
Modele Supersymetrique Minimal (MSSM), la phenomenologie des differents
types de detection : detection directe, indirecte neutrino, indirecte
gamma, et montrerai les potentialites des experiences (Edelweiss, Zeplin,
Antares, Glast, Hess) dans differents modeles supersymetriques.
14h25-14h50
Philippe Filliatre
Les sursauts gamma en cosmologie observationnelle
Les sursauts gamma constituent un champ nouveau et fecond de l'astrophysique des hautes energies et de la cosmologie, notamment depuis que la detection, en 1997, d'une remanence dans le domaine optique a permis d'etablir leur origine cosmologique. Leur rayonnement couvre une tres large partie du spectre electromagnetique, depuis le domaine gamma jusqu'au domaine radio, mais inclut peut-etre aussi de rayonnement non-photonique incluant les neutrinos, les ondes gravitationnelles et les rayons cosmiques d'ultra-haute energie. Il est en outre possible que les sursauts puissent relayer les supernovae Ia dans le role de chandelles standard.
Au cours de ce seminaire, je presenterai brievement ce que sont les sursauts gamma ; puis je m'interesserai a leur remanence optique et/ou infrarouge, qui permet notamment de determiner le redshift du sursaut, et ce jusqu'a des redshifts comparables a celui de la reionisation tel qu'indique par les resultats de WMAP sur le CMB.
Je detaillerai ensuite les methodes d'etude, depuis le satellite de detection gamma jusqu'aux telescopes au sol pour l'observation de la remanence. Je m'interesserai plus particulierement au telescope automatique REM, et au spectrographe X-shooter qui doit equiper le VLT en 2007. Ces moyens sont par ailleurs rentabilises par l'observation en infrarouge de sources transitoires galactiques detectes en X : je prendrai comme exemple une source decouverte par INTEGRAL et observee avec le NTT.
14h50-15h15
Nicolas Leroy
Premières observations du ciel austral dans le domaine du TeV avec
HESS, la situation sur les Noyaux Actifs de Galaxies
Le reseau de telescopes Cerenkov H.E.S.S., situe en Namibie, a commence
sa prise de donnees en juin 2002 des l'installation du premier instrument.
La premiere phase de construction de H.E.S.S. s'est achevee le 10 decembre
2003
avec l'installation du quatrieme telescope. L'utilisation conjointe des
quatres telescopes permettra d'atteindre la plus grande sensibilite
de detection au dela de 100 GeV.
La premiere annee d'observation a ete essentiellement consacree
au suivi des sources connues par des instruments de premiere generation,
avec la detection de la Nebuleuse du Crabe et du noyau actif de galaxie (NAG)
PKS2155-304.
Je commenterais l'apport de HESS pour l'etude de sources extragalactiques.
15h15-15h40
Laurence Boirin
Decouverte de raies d'absorption dans les binaires X avec XMM-Newton
Les etoiles a neutrons et les trous noirs sont le siege de conditions
physiques extremes leur conferant un interet fondamental
incontestable. Les binaires X nous fournissent une formidable
opportunite de les etudier, via les effets qu'ils produisent sur la
matiere accretee. Il est indispensable pour cela de bien comprendre la
geometrie des binaires X et les differents processus radiatifs qui y
ont lieu. XMM-Newton et Chandra nous fournissent un nouvel outil de
sondage de ces systemes, en permettant pour la premiere fois de
detecter des signatures spectrales discretes riches d'informations dans
leur spectre X. Je montrerai comment la decouverte de raies
d'absorption dans plusieurs binaires X nous indique qu'un plasma
fortement ionise, jusqu'alors inconnu, est present dans ces systemes,
probablement sous la forme d'une atmosphere de disque d'accretion.
16 avril :
10h00-10h25
Jacob Lamblin
Identification de la nature des rayons
cosmiques dans l'expérience Pierre Auger.
L'origine des rayons cosmiques d'énergies extrêmes constitue l'une des
grandes énigmes de l'astrophysique actuelle. Alors qu'une vingtaine
d'événements d'énergie atteignant ou dépassant 10^20 eV a pu être
détectée durant les dernières décennies, aucun mécanisme astrophysique
connu ne semble pouvoir accélérer des particules à de telles énergies.
Pour résoudre cette énigme, il est indispensable de détecter un plus
grand nombre d'événements et de mesurer précisément leur nature et leur
direction d'arrivée. C'est l'objectif de l'Observatoire Pierre Auger qui
associe un réseau de cuves Cerenkov au sol, capable de mesurer le profil
latéral des gerbes atmosphériques initiées par les rayons cosmiques, et
des télescopes à fluorescence, qui accèdent au profil longitudinal de la
gerbe. Ainsi, les deux techniques de détection utilisées séparément
jusqu'à présent pourront pour la première fois être comparées.
L'expérience est actuellement dans une phase d'installation et la taille
actuelle du détecteur suffit déjà pour en faire le plus grand détecteur
de rayons cosmiques jamais construit. Après un rappel de la
problématique des rayons cosmiques de très hautes énergies et une brève
description de l'expérience Auger, je détaillerai la méthode de
reconstruction des événements et plus particulièrement les techniques de
détermination de la nature des particules incidentes que nous développons.
10h25-10h50
Michele Vallisneri
Synthetic LISA: simulating data-analysis and interferometry in a model
LISA
I describe current efforts to simulate the LISA science process,
producing synthetic time series of both noise and GW signals that can be
used in characterizing detector performance, in interfacing scientific and
technical mission requirements, in developing and validating data-quality
vetos, and in testing signal-processing procedures to be used on the
actual measured data.
10h50-11h15
Catherine Adloff
Le spectromètre AMS et son calorimètre électromagnétique.
Le spectromètre AMS (Alpha Magnetique Spectrometer) est un instrument
dédié à la mesure précise des rayons cosmiques dans la gamme du GeV au TeV
mais aussi des noyaux légers et des rayons gamma de haute énergie. AMS
sera installé sur la station spatiale pour une période minimale de
trois ans. L'appareil, basé sur des techniques expérimentales développées
en physique des hautes énergies, comporte entre autre un calorimètre
électromagnétique. Ce dernier est crucial pour la mesure de l'énergie et
l'identification des positrons, antiprotons et gammas qui représentent les
canaux les plus prometteurs dans la recherche de matière noire. Après une
description du calorimètre, ses performances ainsi que les résultats des
tests de qualification spatiale seront présentés.
11h15-11h40
Olivier Martineau
Sensibilite de l'experience AUGER aux neutrinos d'energies extremes
Apres quarante annees d'etudes experimentales, l'origine et la nature des rayons cosmiques
d'energies extremes restent en grande partie un mystere.
L'experience AUGER pourrait bientot apporter des elements de reponse a ces interrogations grace
a son acceptance importante (7000~km^2.sr) et a la nature hybride de
son detecteur. En effet, une particule cosmique est detectee dans AUGER a la fois
par la mesure du rayonnement secondaire associe a cette particule au moyen d'un reseau de surface,
et aussi par la detection de la fluorescence induite par le developpement de la gerbe dans
l'atmosphere.
L'acceptance d'AUGER est egalement susceptible de faire de l'experience un bon
observatoire de neutrinos de tres hautes energies (>10^17.5 eV). Les nu_tau arrivant
sur la Terre sous un angle d'incidence rasant constituent en particulier de bons candidats
a l'observation.
Il existe en effet une probabilite non negligeable que ces particules produisent des tau au cours
de leur trajet sous terre par interaction courant chargee, et que ces derniers puissent etre
detectes en se desintegrant au-dessus d'AUGER.
Apres une introduction rapide sur la technique de detection par fluorescence
dans AUGER, nous calculerons
le taux de gerbes induites dans le volume de detection par les nu_tau, en evaluant notamment
l'influence du relief entourant le detecteur. Enfin nous presenterons une etude preliminaire de la
sensibilite du detecteur de fluorescence pour ces gerbes tres inclinees.
11h40-12h05
Christophe Ringeval
Oscillations primordiales dans le CMB
La presence de rapides oscillations dans le spectre des anisotropies de
temperature du rayonnement fossile (CMB) semble preferee au simple
modele inflationaire. Ces oscillations trouvent un cadre theorique
motive dans l'univers primordial, en particulier au travers de la
physique "trans-Planckienne" ou des effets de gravite quantique sont
consideres. Apres avoir presente ces modeles, je discuterai de leur
robustesse theorique et phenomenologique, ainsi que des ameliorations
attendues par les mesures du CMB a venir.
12h05-12h30
Filippo Vernizzi
Mixed inflaton and curvaton perturbations.
A recent proposal is that the "primordial" curvature
perturbations come from quantum fluctuations of a scalar field,
subdominant during inflation, called the "curvaton", instead of the
fluctuations of the inflaton field. I consider a cosmological scenario
where primordial curvature perturbations are generated by the fluctuations
of both an inflaton and a curvaton field. This is the case when the
curvaton starts oscillating when it already contributes significantly to
the total energy density in the universe. I derive the curvature
perturbation and its spectrum in this scenario and discuss the
observational consequences.
14h00-14h25
Yann Mambrini
Astroparticule et physique des accelerateurs, sources de strategies
complementaires pour analyser des modeles de cordes. Point de vue d'un
phenomenologiste des particules.
Le Modele Standard (MS) de la physique des particules nous fournit jusqu'a
present une description plus que satisfaisante du monde observable.
Cependant, il existe de fortes presomptions, voire indications qu'il n'est
qu'une theorie effective a basse energie d'une construction plus
fondamentale. La Supersymetrie reste l'une de ses extensions les plus
prometteuses. Cependant, seule une theorie de cordes permet une
construction capable d'unifier toutes les interactions de jauge de facon
consistente. En fait, la Supergravite, version locale de la
Supersymetrie, peut etre vue comme theorie de champs effective de theories
de cordes a haute energie. Son existence sera (et est deja) teste dans
quelques annees dans le cadre de nombreuses experiences, des detecteurs
"ground--based" au LHC, des experiences embarquees au Collisioneur
Lineaire. Nous essayerons dans ce seminaire de savoir comment il est
possible de restreindre, voire de determiner les parametres fondamentaux
de modeles de cordes effectifs (vev de champs modulaires, contre terme de
Green Schwarz..) utilisant au maximum la complementarite entre les donnees
astrophysiques (WMAP, detection directe et indirecte de matiere noire..)
et celles provenant des collisioneurs passes, presents et futurs (LEPII,
Tevatron, LHC, LC..).
14h25-14h50
Nadia Lahrichi
La recherche de graviton dans le modèle de Randall-Sundrum dans la
collaboration D0
Le modèle de Randall-Sundrum est un des deux modèles phénoménologiques mis
à l'épreuve auprès des accélérateurs actuels. C'est un modèle contenant
une seule dimension supplémentaire. Dans ce modèle le graviton de
Kaluza-Klein est la seule particule qui se propage dans la cinquieme
dimension. Le but de cet expose est de montrer les premieres contraintes
obtenues sur les parametres du modele a partir de l'analyse d'un canal
particulier: la production resonante de graviton par fusion de quarks ou
de gluons se desintegrant en une paire de muons. Cette analyse constitue
le premier test du modèle de Randall-Sundrum dans la collaboration D0.
14h50-15h15
Stéphane Paulin-Henriksson
Contraintes sur la contribution des MACHOs à la matière sombre galactique
Afin de révéler la présence de MACHOs ("MAssive Compact Halo Objects")
dans les halos galactiques, la collaboration franco-anglaise POINT-AGAPE
recherche les effets de microlentille gravitationnelle en direction de M31
(galaxie d'Andromède). L'analyse des effets à hauts seuils montre que les
halos de la Voie Lactée et de M31 sont composés à moins de 30% d'objets de
masses inférieures à 0.5 M_sol. Pour la Voie Lactée, ce résultat rejoint
ceux des expériences EROS et MACHO. D'autre part, c'est la première fois
que des contraintes sont établies pour les MACHOs d'une autre galaxie.
15h15-15h40
Jérôme Margueron
Transition de phase dans la matiere nucleaire peu dense et
evolution des supernovae
Depuis les premieres simulations d'effondrement d'etoiles
massives dans les annees 60 (Colgate, White, Arnett,...) jusqu'aux
modelisations les plus recentes (Janka,...), le scenario standard
resiste encore a predire un phenomene qui semble pourtant acquis, les
supernovae de type II explosent. Je discuterai des resultats recents sur
la transition de phase liquide-gaz dans la matiere nucleaire, des
correlations dans cette region du diagramme de phase et de leur couplage
a la propagation des neutrinos dans les proto-etoiles a neutrons qui
resultent de l'effondrement gravitationnel d'etoiles massives. Cela me
permettra de discuter qualitativement d'un nouveau scenario decrivant
les premiers instants de l'evolution des supernovae, et de facon plus
generale des consequences sur des donnees observationnelles.
15h40-16h05
Bruno Khelifi
Le detecteur Cherenkov atmospherique H.E.S.S.:
De la calibration aux resultats des observations
Le detecteur H.E.S.S. est un reseau de 4 telescopes cherenkov
atmospheriques observant des rayons gamma de tres hautes energies (dans
le domaine du TeV). Le premier telescope est installe depuis Juin 2002
et le reseau est maintenant operationnel depuis Decembre 2003. Apres
avoir decrit les objectifs scientifiques et les caracteristiques de
l'experience, je presenterai les methodes de calibration des cameras
ainsi que le suivi des performances du detecteur. Un resume des
observations menees jusqu'ici et des resultats sera donne.
16h05-16h30
Claude Théoret
ON+231 et les Objets IBLL: test des modeles d'accelerations hadroniques
En 1998 l'AGN ON+231 (W Com) connut une periode d'activite optique sans
precedent, qui fut surnommee "the extraordinary optical outburst of
ON+231". Peu apres, le telescope spatial de rayon-X BeppoSax observa un
spectre "concave", caracteristique jamais vue auparavant chez les BlLacs.
ON+231 est ainsi le prototype d'une nouvelle classe de blazar, les
Intermediate BL Lacs (IBLL). Je presenterai mon travail effectue sur
ON+231 avec le telescope STACEE, les consequences pour les modeles et le
futur pour les observations des IBLL, notamment avec HESS.
16h30-16h55
Alexandre Arbey
Champs scalaires, Matiere
Noire (et Energie Noire)
Les observations cosmologiques et astronomiques recentes tendent a confirmer la
presence de matiere noire et d'energie noire. Les modeles habituels de matiere
noire, qui sont bases sur l'utilisation de particules massives et lourdes,
semblent actuellement en difficulte, et d'autres modeles devraient etre
etudies. Je vais ici presenter un modele de matiere noire base sur
l'utilisation de champs scalaires complexes, et je vais montrer qu'il peut
expliquer les observations de la matiere noire aussi bien aux echelles
cosmologiques qu'a l'echelle des galaxies. Je presenterai aussi les contraintes
pour qu'un champ scalaire explique en meme temps les observations de la matiere
noire et de l'energie noire.
16h55-17h20
Emilio Torrente Lujan
The neutrino mass matrix, some recent results
In this short talk we will present some recent analysis of all available
neutrino oscillation evidence in
Solar experiments including the latest SNO ES,CC and NC data
is presented. We obtain, for the fraction
of active oscillating neutrinos:
sin^2alpha=(\Phi_{NC}-\Phi_{CC})/(\Phi_{SSM}-\Phi_{CC})=0.94^{+0.0.065}_{-0.060
} nearly 20\sigma from the pure sterile oscillation case. The fraction of
oscillating sterile neutrinos cos^2\alpha \lsim 0.12 (1 sigma CL). At face
value, these results might slightly favour the existence of a small
sterile oscillating sector. In the framework of two active neutrino
oscillations we determine individual neutrino mixing parameters and their
errors we obtain Delta m^2= 7.01\pm 0.08 imes 10^{-5} eV^2, tan^2
theta=0.42^{+0.12}_{-0.07}. The combined
analysis of solar and Kamland data concludes that maximal mixing is not
favoured at 4-5 sigma. This is not supported by the antineutrino reactor
results alone. We estimate the individual elements of the two neutrino
mass matrix, writing M^2=m^2 I+M_0^2.
17h20-17h45
Cecile Barbachoux
Hydrodynamique et relativite generale
17h45-18h10
Morgan LeDelliou
Quintessence et Structures
Les modeles d'energie sombre dynamiques rassembles sous le terme
quintessence resolvent certains problemes poses par l'introduction d'une
constante cosmologique (coincidence, fine-tuning, origine theorique,
equation d'etat) afin d'expliquer l'observation d'une acceleration
cosmique recente (SNIa). Une etude de leurs effets sur la formation des
structures permet de montrer qu'un examen cosmologique de precision des
plus grandes structures peut esperer discriminer entre ces modeles.