Bilan 2010 – 2014 Vincent Poireau, pour le groupe AMS-LAPP Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014 INTRODUCTION AMS : un détecteur de particules dans l’espace Particules chargées et rayons gamma de 100 MeV a quelques TeV Détecte les rayons cosmiques avant qu’ils n’interagissent dans l’atmosphère Lancé de Cap Canaveral le 16 mai 2011 Installé sur l’ISS à 400 km d’altitude Plus de 50 milliards d’événements enregistrés Fonctionnement au moins jusqu’en 2020 5m x 4m x 3m 7,5 tonnes Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

DéTECTEUR Aimant 0,14 T Z, P Z, E E des e+, e-, γ Détecteur à radiation de transition Identifie les e+, e- DéTECTEUR Temps de vol Z, E Rayons cosmiques TRD TOF Tracker RICH ECAL 1 2 7-8 3-4 9 5-6 Aimant 0,14 T ±Z Trajectomètre au silicium Z, P RICH Z, E Calorimètre EM E des e+, e-, γ Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014 COMPOSITION ACTUELLE 5 permanents Guy Coignet (émérite), Corinne Goy (DR), Vincent Poireau (CR, chef de groupe depuis juillet 2014), Sylvie Rosier-Lees (DR, chef de groupe 2010-2014, responsable AMS France), Jean-Pierre Vialle (émérite) 3 doctorants Li Tao Thèse dirigée par Corinne Goy « Mesure du flux de leptons et d’électrons dans l’expérience AMS-02 » Soutenance prévue en 2015 Sami Caroff Thèse dirigée par Vincent Poireau « Mesure de la fraction de positons et du flux de positons dans l’expérience AMS-02, et interprétation des mesures » Soutenance prévue en 2016 Jie Feng Thèse dirigée par Sylvie Rosier-Lees « Mesure du rapport antiprotons sur protons dans l’expérience AMS-02 » 1 postdoc Antje Putze (postdoc ANR à partir de mai 2014, LAPTh/LAPP) « Interprétation des données d’AMS-02 et mesure du rapport antiprotons sur protons dans l’expérience AMS-02 » 1 visiteur Fernando Barao Nombreux séjours de plusieurs mois au LAPP Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014 EVOLUTIONS RECENTES Permanents Armand Fiasson (CR) jusqu’en 2013 (maintenant sur HESS/CTA) Roman Kossakowski (Prof) jusqu’en 2013 (maintenant vice-président de l’université de Savoie) Vincent Poireau, arrivé en 2011 1 thèse soutenue Laurent Basara (en 2014 avec comme directrice de thèse Sylvie Rosier-Lees) « Performance of the electromagnetic calorimeter of the AMS-02 experiment on the international space station and measurement of the positron fraction in 1.5 – 350 GeV energy range » ( postdoc à Trento, Italie, sur AMS) + 3 thèses soutenues avant 2010 1 HDR Vincent Poireau (en novembre 2013) « Rapport d’embranchement et résonances dans les désintégrations des mésons B en particules charmées dans BaBar et flux cosmique de positons dans AMS » 2 postdocs Mercedes Pannicia Postdoc CNRS en 2010-2011 sur le sujet « Préparation et la mise en route du calorimètre » ( postdoc AMS au CERN) Manuela Vecchi Postdoc CNES en 2013-2014 sur le sujet « Mesure du flux d’électrons et de positons » ( assistant professor sur AMS au Brésil) Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

ORGANISATION - FONCTIONNEMENT Réunions de groupe hebdomadaires Réunions de collaboration mensuelles au CERN (2 jours) Nombreux shifts à couvrir Shifts détecteurs PM Shifts lead depuis 2014 Visiteur : Fernando Barao visite le LAPP un ou deux mois par an Collaboration LAPP/LAPTh très fructueuse Postdoc partagé (A. Putze) Papier en commun sur l’interprétation du rapport de positons (soumis en novembre 2014) Dépose d’un dossier d’échange LAPP/FAPESP (groupe AMS de Sao Carlos, Brésil) 4 missions de 10 jours pour le CNRS (et vice-versa) 2015-2017 si accepté Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – CONTRIBUTIONS TECHNIQUES Responsable Front-end calorimètre (<2009) ESTEC-ESA Pays-Bas (2010) Tests thermo-vacuum et électromagnétiques CERN (2010) Intégration de l’aimant permanent Tests faisceaux Protons 400 GeV Electrons/positons 10 à 290 GeV Hadrons 60 à 200 GeV Commissioning à KSC – Cap Canaveral (sept 2010 – mars 2011) Monitoring des températures Traitement des signaux des PM (égalisation, gain, piédestaux) Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – ANALYSES DE PHYSIQUE Le groupe a développé des outils pour l’analyse EnergyA : estimation de l’énergie mesurée dans le calorimètre ESE : discrimination entre électrons/positons et protons, à l’aide du calorimètre TrkBDT : estimateur pour la confusion de charge Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – ANALYSES DE PHYSIQUE 3 publications en 2014 sur la physique des électrons et des positons Fraction de positons Flux de positons et flux d’électrons Flux combiné Le groupe a participé activement à ces résultats Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – ANALYSES DE PHYSIQUE Thèses L. Basara S. Caroff Fraction de positons Un excès de positons par rapport à la prédiction d’origine secondaire = source de positons primaires Analyse basée sur 10,9 millions d’événements positons et électrons (40 mois), avec un intervalle d’énergie de 0,5 à 500 GeV Pour la première fois, observation de la fin de la remontée de la fraction de positon (à 275  32 GeV) Dans un futur proche, possibilité de discriminer entre les différentes sources possibles (matière noire, pulsars) Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – ANALYSES DE PHYSIQUE Thèses L. Tao S. Caroff Flux d’électrons et de positons Précision et énergie jamais atteinte Comportement différent du flux d’électrons et de positons : donne des indications sur l’origine de ces particules Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – ANALYSES DE PHYSIQUE Thèse L. Tao Flux combiné Indépendant de la mesure de la charge  pas de confusion de charge Le flux est en accord avec une loi de puissance au-delà de 30 GeV Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – ANALYSES DE PHYSIQUE Thèse J. Feng Rapport antiprotons/protons Ce rapport est important pour confirmer si l’excès de positons pourrait venir de la matière noire  excès d’antiprotons attendu également Travail en cours dans le groupe pour participer à cet effort 126.4 GeV < Ek < 181.6 GeV Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – ANALYSES DE PHYSIQUE Thèse S. Caroff Postdoc A. Putze Interprétation de la fraction de positons Interprétation en terme de matière noire et de pulsars pour expliquer la remontée de la fraction de positons Collaboration LAPP/LAPTh CRAC : Cosmic Ray Alpine Collaboration Publication soumise à Astronomy&Astrophysics (arXiv:1410.3799) Matière noire Pulsar Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

PRODUCTION SCIENTIFIQUE – BILAN PUBLICATIONS 2010-2014 Indirect search for dark matter with micrOMEGAs2.4, S. Rosier-Lees et al., Comput. Phys. Commun. 182, (2011) 842 Performance of the AMS-02 electromagnetic calorimeter in space, S. Rosier-Lees, Journal of Physics: Conference Series 404, (2012) 012034 The AMS-02 lead-scintillating fibres electromagnetic calorimeter, C. Adloff, L. Basara et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 714, (2013) 147 First result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the international space station: precision measurement of the positron fraction in primary cosmic rays of 0.5-350 GeV, Phys. Rev. Lett. 110, 141102 (2013) Electron and positron fluxes in primary cosmic rays measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the international space station, Phys. Rev. Lett. 113, 121102 (2014) High statistics measurement of the positron fraction in primary cosmic rays of 0.5-500 GeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the international space station, Phys. Rev. Lett. 113, 121101 (2014) Precision measurement of the (e++e-) flux in primary cosmic rays from 0.5 GeV to 1 TeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the international space station, Phys. Rev. Lett. 113, 221102 (2014) Lepton/proton separation, positron fraction and lepton fluxes with the ECAL based estimator ESE. A description of the analysis tools, note interne AMS par le groupe du LAPP Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

VISIBILITE ET RAYONNEMENT Présentations à des conférences et séminaires : 2011 : inauguration ccin2p3 (S. Rosier-Lees), DMUH CERN (M. Paniccia), CHIPP Suisse (M. Paniccia) 2012: CALOR 2012 (S. Rosier-Lees), trans-European school of high energy physics (S. Rosier-Lees), DMAstroLHC (S. Rosier-Lees), workshop LPSC (S. Rosier-Lees), Singapour (J-P. Vialle) 2013 : EPS Stockholm (S. Rosier-Lees), SFP Marseille (A. Fiasson) 2014: colloque PNHE (S. Rosier-Lees), Séminaire Strasbourg et Clermont-Ferrand (V. Poireau), LHC Days in Split (V. Poireau), Séminaire LPNHE et LAPP (M. Vecchi), Séminaires Brésil Cbpf, UNICAMP, IF-USP, IAG-USP (M. Vecchi), Anti-deuteron workshop (A. Putze), VHEPU Vietnam (A. Putze), VHEPU Vietnam (C. Goy), Séminaire Imperial College London (A. Putze), FPP Marseille (L. Tao) Présentations grand public AstroChablais, Suisse en 2011 (A. Fiasson), CNAM Paris 2012 (A. Fiasson) Interview ESA 2012 (S. Rosier-Lees) Exposition dans les jardins du Trocadéro (2011), Festival des deux infinis (2011) Nombreuses interviews dans des journaux nationaux, locaux, revues, télévision, radio (2011-2013) Conférence fête de la science 2014 (V. Poireau) Visites de lycéen, stages troisième, TPE première, Masterclass, fêtes de la science Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

RESPONSABILITES ADMINISTRATIVES ET D’ENSEIGNEMENT Implication dans la vie de l’université R. Kossakowski : vice-président de l’université C. Goy : conseil de l'UFR SFA a l‘université de Savoie V. Poireau : comité consultatif du collège des maîtres de conférences et personnels assimilés collège B Enseignements S. Rosier-Lees : cours GDR PCHE M. Vecchi : école de physique des particules en Colombie S. Caroff : cours à l’université de Savoie (Bourget du Lac) Implication au niveau national S. Rosier-Lees : responsable AMS France Implication dans la vie de laboratoire C. Goy, V. Poireau : conseil du laboratoire, V. Poireau secrétaire du comité scientifique C. Goy : membre de l’équipe de direction Enigmass 2012-2013 S. Rosier-Lees : responsable séminaire LAPP 2013 Tutorat étudiant (V. Poireau) Demandes et gestion de supports financiers spécifiques CNRS, CNES, ANR, Enigmass, SPRINT Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014 PROJET SCIENTIFIQUE Mesure des flux d’électrons (2015) et de positrons (2016) Thèse L. Tao et S. Caroff Interprétation de ces flux en terme de matière noire et de pulsars Collaboration CRAC Mesure du rapport antiprotons/protons (2014-2018) Thèse J. Feng Postdoc A. Putze Thèse proposée en 2015 (thèse partagée LAPP/LAPTh) Interprétation de la mesure des antiprotons Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

EVOLUTION DU GROUPE A VENIR Thèse proposée pour 2015-2018 (LAPP/LAPTh) Postdoc CNRS demandé pour 2015 Une embauche CNRS pour le groupe AMS serait très bénéfique 2014 2015 2016 2017 Permanents 3,3 2,5 Postdocs 0,5 Etudiants 3 2 1 Total 6,8 5,8 3,5 Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014

AUTO-ANALYSE DU GROUPE Points forts Prise de données permanente et beaucoup de résultats attendus : période faste pour AMS Proche CERN Collaboration LAPP/LAPTh Opportunités Participer aux nombreuses publications à venir de la collaboration Publier en collaboration avec le LAPTh Points faibles Fonctionnement collaboration AMS Permanents à cheval sur deux expériences (HESS/CTA/ATLAS/BaBar) Nombre de permanent faible Craintes/ risques Difficulté financière, risque de ne plus couvrir nos besoins en shifts Chute du nombre de FTE Groupe AMS – Tourniquet section 01 du LAPP – 9 décembre 2014