Recherche.

PHYSIQUE NUCLEAIRE

PHYSIQUE THEORIQUE & PHENOMENOLOGIE

Modélisation microscopique des astres compacts

Explorer la physique des étoiles à neutrons, laboratoires naturels de la matière dense, à l’interface entre physique nucléaire et astrophysique

RECHERCHES

De la physique nucléaire à l’astrophysique des étoiles à neutrons

METHODES

Approches théoriques et calcul haute performance

COLLABORATIONS

Une recherche au cœur des grands programmes internationaux

EXPERTISES

DETECTION

ANALYSE DES DONNEES

SIMULATIONS

PROCESSING DES DONNEES

RECHERCHES

Nous cherchons à relier la dynamique microscopique des interactions nucléaires au comportement macroscopique des étoiles compactes observées à travers les ondes électromagnétiques et gravitationnelles.

Au LPC Caen, nous développons des modèles théoriques et numériques de la matière nucléaire dense, fondés sur des approches à plusieurs corps relativistes et non relativistes, et contraints par des calculs ab initio ainsi que par les données expérimentales. À partir de ces modèles, nous étudions comment l’équation d’état, la composition et les propriétés superfluides de la matière nucléaire déterminent la structure, le refroidissement, la dynamique rotationnelle et les signatures multi-messagers des étoiles à neutrons.

ESA - Neutron star merger (Artist's impression)
ESA - Neutron star merger (Artist's impression)

METHODES

Nos recherches s’appuient sur une combinaison de modélisation phénoménologique et de calcul numérique. Nous construisons des modèles à plusieurs corps, relativistes et non relativistes, que nous calibrons de manière systématique à l’aide de références ab initio et de contraintes issues de données expérimentales nucléaires. Ces modèles sont implémentés dans des codes numériques développés au sein du groupe, permettant des analyses bayésiennes à grande échelle de l’équation d’état des étoiles à neutrons ainsi qu’une quantification rigoureuse des incertitudes. Cette approche méthodologique intègre des techniques provenant de la théorie nucléaire, de l’astrophysique, du calcul scientifique et des statistiques, offrant une démarche unifiée et reproductible pour l’étude de la matière à interaction forte.

Estimation bayesienne du moment d’inertie (en ordonnées) et de l’épaisseur (en abscisses) d’une étoile à neutron de masse M=1.4Mo, avec prise en compte des contraintes provenant des données expérimentales en physique nucléaire, des calculs ab-initio, et des contraintes observationnelles. Les symboles donnent les prédictions de quelques modèles populaires d’équation d’état.
Estimation bayesienne du moment d’inertie (en ordonnées) et de l’épaisseur (en abscisses) d’une étoile à neutron de masse M=1.4Mo, avec prise en compte des contraintes provenant des données expérimentales en physique nucléaire, des calculs ab-initio, et des contraintes observationnelles. Les symboles donnent les prédictions de quelques modèles populaires d’équation d’état.

COLLABORATIONS

Nos recherches contribuent directement au programme scientifique de l’Einstein Telescope, et nous développons également des outils numériques pour l’analyse bayésienne, combinant les contraintes issues de la physique nucléaire et des observations astrophysiques. Les activités du groupe sont étroitement liées aux programmes d’observation actuels et futurs tels que NICER, SKA, LIGO–Virgo–KAGRA, Cosmic Explorer et Einstein Telescope, ainsi qu’aux activités expérimentales du LPC Caen.

L'interféromètre Virgo, près de Pise
L'interféromètre Virgo, près de Pise
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