Vincent Poireau, pour le groupe AMS-LAPP Groupe AMS 1.

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1 Vincent Poireau, pour le groupe AMS-LAPP Groupe AMS 1

2 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 60 milliards d’événements enregistrés Fonctionnement au moins jusqu’en 2020 2 Groupe AMS 5m x 4m x 3m 7,5 tonnes

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

4 5 permanents Guy Coignet (émérite, jusqu’en août 2015), 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 jusqu’en 2020) 1 postdoc Antje Putze (postdoc ANR à partir de mai 2014, LAPTh/LAPP), sur les antiprotons et l’interprétation 3 doctorants Li Tao Thèse dirigée par Corinne Goy, sur les électrons Soutenance prévue en 2015 Sami Caroff Thèse dirigée par Vincent Poireau, sur les positrons Soutenance prévue en 2016 Jie Feng Thèse dirigée par Sylvie Rosier-Lees, sur les antiprotons Soutenance prévue en 2016 1 stagiaire Sandy Aupetit Stage (et thèse) dirigé par Sylvie Rosier-Lees et Pierre Salati, sur les antiprotons 1 visiteur Fernando Barao Nombreux séjours de plusieurs mois au LAPP, 4 mois en 2015 4 Groupe AMS

5 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) 5 Groupe AMS

6 Réunions de collaboration mensuelles au CERN (2 jours 11 fois par an) Nombreux shifts à couvrir Shifts détecteurs PM Shifts lead depuis 2014 Collaboration LAPP/LAPTh très fructueuse Postdoc partagé (A. Putze), stagiaire partagé (S. Aupetit) Publication(s) en commun sur l’interprétation du rapport de positons (début 2015) Visiteur : Fernando Barao visite le LAPP plusieurs mois par an Echange SPRINT coopération LAPP/FAPESP (groupe AMS de Sao Carlos, Brésil) 4 missions de 10 jours pour le CNRS (et vice-versa) 2015-2017 Nombreuses présentations à des conférences, séminaires, vulgarisation 6 Groupe AMS

7 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 7 Groupe AMS

8 Les trois publications 8 Groupe AMS e + +e -

9 Publication récente sur l’interprétation de la fraction de positons Collaboration LAPP/LAPTh CRAC : Cosmic Ray Alpine Collaboration Plusieurs autres publications à venir ! 9 Groupe AMS Matière noire Pulsar

10 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 Collaboration CRAC Une période faste et très productive s’ouvre pour AMS Protons, héliums, B/C, noyaux, anti-matière, etc. 10 Groupe AMS

11 11 Groupe AMS 2014201520162017 Permanents3,3 2,5 Postdocs0,5 00 Etudiants3210 Total6,85,83,52,5 Postdoc CNRS demandé pour 2015

12 Common funds POCC, SOC, personnel sur place et informatique 4400 CHF/chercheur senior = 30 783 CHF (4 % collaboration) 2500 CHF/signataire (12 signataires LAPP) Dépenses 2014 missions : 12 000 € Reçu 4000 € en janvier (in2p3) + 6000 € en juin (in2p3) + 2000 € en décembre (LAPP) Demande 2015 missions : 15 000 € Reçu : 5000 € Comparaison AMS France 2014 : 60 kCHF ~= 50 k€ (common funds) + 12 k€ (Annecy) + 10 k€ (Grenoble) = 72 k€ 2015 : 48 kCHF ~= 45 k€ (common funds) + 5 k€ (Annecy) + 5 k€ (Grenoble) = 55 k€ Différentiel de -17 k€ 12 Groupe AMS

13 Détail du budget nécessaire (basé sur les dépenses 2014) 6 blocs de 9 jours de shifts LEAD au CERN : 3258 € 37 jours de shifts sous-détecteurs au CERN : 2535 € 23 jours de réunion de collaboration au CERN : 3795 € 3 participations à des colloques (étranger) : 3270 € Thèse Li Tao : 800 € Divers : 200 € 7 % allant au laboratoire : 1000 €  Donnant un total de 14 858 € pour l'année 2015 13 Groupe AMS

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15 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) 15 Groupe AMS Thèses L. Basara S. Caroff

16 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 16 Groupe AMS Thèses L. Tao S. Caroff

17 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 17 Groupe AMS Thèse L. Tao

18 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 18 Groupe AMS Thèse J. Feng 126.4 GeV < E k < 181.6 GeV

19 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) 19 Groupe AMS Thèse S. Caroff Postdoc A. Putze Matière noire Pulsar

20 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 20 Groupe AMS

21 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 21 Groupe AMS

22 Estimation budget 2015 j = jour, p = personne, b = bloc Réunion de collaboration : 23 j * 5 p * 21 € + 23 j * 1 p * 60 € (JPV) = 3795 € Shifts LEAD (3 SC en véhicule labo, 3 VP en véhicule personnel) : 3 b * 6 j * 21 € + 3 b * 3 j * 120 € = 738 € 3 b * 6 j * 60 € + 3 b * 3 j * 160 € = 2520 € Shifts PM (Sylvie/Antje + JPV + LT avec hôtel) : 15 j * 21 € + 7 j * 60 € + 15 j * 120 € = 2535 € Colloques : 3 (colloque) * [ 190 € (navette) + 500 € (avion) + 400 € (frais mission) ] = 3270 € Thèse Li : 800 € Divers : 200 € Ponction labo : 1000 € -------- 14858 € 22 Groupe AMS