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PARTICULES & INTERACTIONS FONDAMENTALES
ASTROPARTICULES & MULTI-MESSAGERS
Etude expérimentale des propriétés des neutrinos, et des messagers issus des phénomènes les plus violents de l’Univers via les ondes gravitationnelles et les rayonnements cosmiques.
3 équipes membres des collaborations internationales KM3NeT, EGO (Virgo/ET) et LISA
La nouvelle génération de télescope à neutrino
Interféromètres terrestres dédiés à la détection des ondes gravitationnelles
Interféromètre spatial dédié à la détection des ondes gravitationnelles
EXPERTISES
DETECTION
INSTRUMENTATION
ANALYSE DES DONNEES
SIMULATIONS
PROCESSING DES DONNEES
KM3NeT
Le neutrino est la particule massive la plus abondante de l’univers mais c’est également celle qui interagît le moins. De ce fait et malgré d’énormes progrès expérimentaux, c’est l’un des ingrédients les plus énigmatiques du modèle standard de la physique des particules.
Aujourd’hui les efforts internationaux se concentrent sur la détermination de la hiérarchie de masse ainsi que la détermination du terme de violation de CP dans les oscillations de neutrinos.
Un des objectifs du détecteur ORCA de l’observatoire KM3NeT est la détermination de la hiérarchie de masse via les effets de matière des neutrinos atmosphériques à travers la Terre.
Le détecteur ARCA de l’observatoire a quand à lui pour objectif la détection de neutrino astronomique provenant des phénomènes les plus violents de notre Univers.
PARTICIPATION DU LABORATOIRE
- Assemblage des lignes de détection pour le détecteur ORCA
- Processing des données issues des capteurs en données réduites pour les analyses physique
- Mesure du flux muons à très hautes énergies
- Etallonnage du détecteur via l’analyse des bruits de fonds atmosphériques
- La détermination des propriétés optiques des sites de détection
- Le développement de méthodes de reconstruction/sélection basées sur l’IA
- La détermination des paramètres d’oscillation via des analyses statistiques Bayésiennes
VIRGO / ET
Virgo est un interféromètre de pointe dédié à la détection des ondes gravitationnelles. Situé près de Pise, en Italie, il fait partie d’un vaste réseau international d’observatoires, aux côtés des détecteurs LIGO aux États-Unis et KAGRA au Japon. Fonctionnant grâce à l’interférométrie laser, Virgo est conçu pour mesurer d’infimes perturbations de l’espace-temps causées par des événements cosmiques violents, tels que la fusion de trous noirs et/ou d’étoiles à neutrons.
Ces premières observations d’ondes gravitationnelles ont pavés la voie à la prochaine génération d’observatoires, notamment Einstein Telescope (ET), un futur interféromètre européen qui promet d’atteindre une sensibilité inégalée pour explorer encore plus profondément l’univers gravitationnel.
Pour augmenter la sensibilité des interféromètres (augmenter la profondeur du cosmos sondée), la maîtrise et mitigation des bruits est indispensable.
PARTICIPATION DU LABORATOIRE
L’équipe expérimentale du LPC Caen est spécialisée dans la caractérisation des bruits instrumentaux ainsi que dans la mesure et la mitigation des bruits électro-magnétiques via des systèmes actifs développés au laboratoire
LISA
Le Laser Interferometer Space Antenna (LISA) est un projet révolutionnaire dédié à la détection des ondes gravitationnelles depuis l’espace. Développé sous l’égide de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) en collaboration avec la NASA, LISA sera le premier observatoire spatial de ce type, permettant d’explorer des fréquences d’ondes gravitationnelles inaccessibles aux interféromètres terrestres comme Virgo et LIGO.
Composé de trois satellites positionnés en formation triangulaire à plusieurs millions de kilomètres les uns des autres, LISA utilisera l’interférométrie laser pour détecter les infimes déformations de l’espace-temps causées par des phénomènes astrophysiques extrêmes, tels que la fusion de trous noirs supermassifs ou l’émission d’ondes gravitationnelles par des systèmes binaires compacts.
Prévu pour un lancement dans les années 2035, LISA ouvrira une nouvelle ère pour l’astronomie gravitationnelle, offrant une fenêtre unique sur l’univers primitif et sur des sources jusqu’alors inobservables.
PARTICIPATION DU LABORATOIRE
Le LPC a rejoint le consortium LISA en 2018 afin de contribuer à la définition du modèle de performance de l’instrument et développer une expertise concernant la propagation des bruits instrumentaux dans la chaîne de traitement du signal.
Chercheurs et étudiants du laboratoire sont impliqués dans l’analyse des données du signal (Lisa Data Processing Group LDPG) et développent des algorithmes afin de localiser la sources des ondes gravitationnelles.
PUBLICATIONS
- [hal-05491565] Direct multi-model dark-matter search with gravitational-wave interferometers using data from the first part of the fourth LIGO-Virgo-KAGRA observing run
Gravitational-wave detectors can probe the existence of dark matter with exquisite sensitivity. Here, we perform a search for three kinds of dark matter -- dilatons (spin-0), dark photons (spin-1) and tensor bosons (spin-2) -- using three independent methods on the first part of the most recent […]
- [hal-05491504] All-sky search for long-duration gravitational-wave transients in the first part of the fourth LIGO-Virgo-KAGRA Observing run
We present an all-sky search for long-duration gravitational waves (GWs) from the first part of the LIGO-Virgo-KAGRA fourth observing run (O4), called O4a and comprising data taken between 24 May 2023 and 16 January 2024. The GW signals targeted by this search are the so-called "long-duration" […]
- [hal-05491429] Black Hole Spectroscopy and Tests of General Relativity with GW250114
The binary black hole signal GW250114, the loudest gravitational wave detected to date, offers a unique opportunity to test Einstein’s general relativity (GR) in the high-velocity, strong-gravity regime and probe whether the remnant conforms to the Kerr metric. Upon perturbation, black holes emit […]
- [hal-05482446] Deep Search for Joint Sources of Gravitational Waves and High-Energy Neutrinos with IceCube During the Third Observing Run of LIGO and Virgo
The discovery of joint sources of high-energy neutrinos and gravitational waves has been a primary target for the LIGO, Virgo, KAGRA, and IceCube observatories. The joint detection of high-energy neutrinos and gravitational waves would provide insight into cosmic processes, from the dynamics of […]
EQUIPE
LPC Caen
LABORATOIRE DE PHYSIQUE CORPUSCULAIRE DE CAEN
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