Comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 1 David Smith Centre d’Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan ( CENBG - in2p3 - CNRS )

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1 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 1 David Smith Centre d’Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan ( CENBG - in2p3 - CNRS ) Comité ad hoc “Astronomie” du CNES Paris, le 29 janvier 2007 Proposition de Recherche Scientifique Spatiale: GLAST à l’In2p3 David A. Smith Centre d’Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan (cenbg / in2p3 / cnrs) smith@cenbg.in2p3.fr

2 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 2 GLAST Large Area Telescope Etat de la mission Contributions Françaises Contributions de l’In2p3  Calorimétrie & étalonnages  Chronométrie de pulsars  Groupes d’analyses Demande de soutien du développement de l’instrument et des outils. Le LAT et le Burst Monitor (GBM) sur le satellite (Arizona, 8 décembre 2006)

3 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 3 GLAST Large Area Telescope Rappel de la mission, et actualités (1 of 2) Successeur d’EGRET sur le Compton Gamma Ray Observatory (CGRO). Calorimètre CsI (~2 tonnes). Maître d’oeuvre: Naval Research Laboratory (NRL). Cristaux ukrainiens fournis par la Suède. Structure mécanique française. Tracker silicium le plus grand (jusqu’au démarrage du LHC au CERN). Maître d’oeuvre: INFN-Pise, avec soutien ASI (éléctronique UC Santa Cruz et Stanford). Anti-coïncidence segmenté (NASA GSFC). Intégration du LAT à Stanford: fin, 12/05. Tests environmentaux: NRL 2006 Satellite: Spectrum Astro Space Systems (General Dynamics -- satellite de Swift) Lancement: Delta-IIE, Cape Canaveral, Novembre 2007. Background rejection: Anti-coincidence Detectors Energy: Calorimeter Photon Direction: Silicon strip Tracker 1.8 m

4 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 4 HESS-II GLAST Large Area Telescope Rappel de la mission (2 of 2) Le LAT sera >25x plus sensible qu’EGRET, dans la gamme 30 MeV-300 GeV. grosso modo : volume d’espace 25 3/2 = 125 x plus grand  milliers de blazars, dizaines (centaines?) de pulsars. PSF, résolution en énergie améliorées. Champ de vue: 20% du ciel à un moment donnée, 75% par orbite (1.5h). “On voit tout le ciel tout le temps” Simulation du ciel de la 1ère année de GLAST (S. Digel)

5 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 5 totale: 267 M$. France: 8+5 = 13 M$ (5%) GLAST LAT: <2001 à 2008 ( M$ ) In2p3 CEA Italie

6 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 6 Le SAp du CEA/Dapnia a la responsabilité totale ou partielle de 3 éléments clefs de l'analyse : le modèle de l'émission interstellaire, la construction du catalogue des sources et leur identification. (Grenier, Ballet) Le CESR (Toulouse) contribue à l’identification. (Knödlseder) CDD GLAST du CNES au SAp. Nombre croissant de liens de travail CEA  CNRS via GLAST et HESS. Suite de la présentation : L’In2p3 du CNRS La France dans GLAST

7 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 7 Laboratoire Leprince Ringuet (Ecole Polytechnique)  2 chercheurs FTE (3 personnes). Une thèse soutenue.  Contributions importantes en mécanique et conception.  1.5 I.R. Informatique (dont un en MàD au SLAC). Centre d’Etudes Nucléaires de Bordeaux-Gradignan  5 chercheurs temps plein (dont 1 au SLAC, et 1 enseignant-chercheur  4.5 FTE)  1 post-doc. Une thèse soutenue.  2 doctorants en 1 ère année Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules (Montpellier)  2 chercheurs temps plein (dont 1 enseignant-chercheur  1.5 FTE)  1 post-doc  1 doctorant en 3 ème année  1 I.R. Informatique Le GLAST LAT à l’In2p3 du CNRS

8 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 8 Le fil rouge de nos contributions techniques: Mesures précises de l’énergie Mesures précises de l’énergie Design et fabrication de la structure mécanique de vol du calorimètre (fibres de carbone, LLR – Ecole Polytechnique) O. Ferreira et al, Nucl. Instr. Meth. 530 (2004) 323. Caractérisation du CsI en faisceaux d’ions lourds au GSI. B. Lott, F. Piron et al, Nucl. Instr. Meth. 560 (2006) 395-404. Campagne GSI precedé par des mesures complémentaires au GANIL et au CERN. Vérif GSI 2006: CENBG Etalonnage (Smith/CENBG, au SLAC) et suivi (Piron/LPTA) des cristaux pendant I&T. “Calibration Unit” au CERN PS & SPS été 2006. Co-leaders B. Lott/CENBG et Ph. Bruel/LLR Validations Monte Carlo. Configuration, acquisition, pipeline en conditions réelistes. "GCRcalib": étalonnage en vol avec les ions lourds des rayons cosmiques. De la conception des algorithmes, implémentation dans le Monte Carlo, au softs officiels finaux. Mis en oeuvre après lancement. LPTA avec CENBG. Algorithmes de détermination de E  au GeV LLR Avenir possible : Inter-calibrations de GLAST et HESS

9 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 9 Blazars  B. Lott est co-responsable du groupe (avec P. Giommi de l’ASI)  B. Lott, V. Lonjou, B. Giebels : nombreux études et outils Pulsars  D. Dumora, L. Guillemot, D. Smith : Base de données de chronométrie radio.  T. Reposeur, M. Lemoine-Goumard, D. Parent : contrôles des fonctions de réponse (IRFs) et optimisation des analyses.  D. Smith & D. Dumora : contrôles de la datation du LAT Sursauts gamma  N. Komin, S. Guiriec, F. Piron : analyses spectrales conjointes GBM+LAT. Prédictions (modèle leptonique/hadronique) Matière noire  E. Nuss : SUSY et dimensions supplémentaires, au centre galactique Calibration & Analysis ; Calorimeter ; Testbeam ; Operations ; et cetera  Nombreuses présentations dans les réunions vidéos hebdomadaires...  Le centre de calcul In2p3 de Lyon contribue aux grandes simulations (> 100 cpu avec > 50 Tb de stockage, par l’informaticienne du LPTA.) L’In2p3 dans les groupes de travail

10 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 10 Sur http://smsc.cnes.fr -- “Quelles sont les origines de l’Univers?”http://smsc.cnes.fr GLAST élargira la fenêtre sur l’Univers rélativiste. Etudes d’astres individuels et de populations  recherche de phénomènes nouveaux. Les équipes françaises ont divers atouts, appliqués à des postes clefs. Les chercheurs font double emploi – réalisations techniques et analyses scientifiques. En nous aidant au développement de l’instrument et des outils, par le financement d’un personnel technique en CDD, le retour scientifique à la France sera plus conséquent, de façon disproportionnée. Ci-après: les 3 CDDs demandés –  I.E. Informatique: traitement des données d’étalonnage en vol (Montpellier).  physicien postdoctoral : inter-calibration GLAST-HESS (Ecole Polytechnique).  physicien postdoctoral : database d’ephémerides de pulsars (CENBG) Demande de soutien au CNES

11 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 11 Enjeu – maîtrise de la gamme du GeV au TeV. Concerne le fond diffus infrarouge (blazars), les coupures des pulsars, la recherche de matière sombre, etc. Gamme difficile: faible statistique pour GLAST, biais systématiques en Tcherenkov. B. Giebels (LLR) et M. Lemoine-Goumard (CENBG) sont experts en reconstruction de gammas avec GLAST et avec HESS. B. Giebels est un des principaux coordinateurs des campagnes Tcherenkov- GLAST. La spectroscopie Tcherenkov est un atout français depuis CAT (Piron et al A&A 374 2001) Demande de physicien post-doc au LLR. Sans ce renfort, cette tâche échappera à la France. Poste 1: Inter-calibration GLAST-HESS B. Giebels, in proc. “Cherenkov-VII” 401-414 (Palaiseau 2005) Voir aussi D. Bastieri et al, Astropart. Phys. 23 572-576 (2005)

12 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 12 Minimum d’ionisation : dE/dX ~ Z 2, Z = charge d’un ion du rayonnement cosmique. Hydrogène, ~12 MeV par crystal. Fer, ~8 GeV par crystal. Atout français: des physiciens nucléaires experimentateurs (MeV, pas GeV) B. Lott, est un moteur depuis 2002: Calorimètres au CERN (2002, 2003, 2006), GANIL (2003), GSI (2003,2006). Raffinements des simulations Monte Carlo. F. Piron et E. Nuss (LPTA) dans GLAST depuis 2004. Avec une informaticienne, ils ont ajouté les algorithmes aux codes (complexes) de reconstruction au sol. Remplissage des bases de données de calibration. (tâche NRL confiée à l’in2p3) Dès le lancement, il faudra traiter les données et entretenir des databases. Un gros boulot, au moment de l’arrivée des données scientifiques, et pour la durée. 1536 cristaux, 2 faces, 4 gammes, N plots par voie  12.288N plots à interprèter afin de déduire les constantes de calibration. L’I.E. Informatique demandé en CDD pour le LPTA serait encadré l’IR et Piron. Poste 2: Etalonnage en vol

13 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 13 Données GSI Etalonnage avec des ions lourds simulations

14 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 14 Les 215 pulsars avec dE/dt > 10 34 ergs/cm 2 /s sont les meilleurs candidats . Pulsars turbulents – suivi radio essentiel, tout au long de la mission. Nançay avec Jodrell et Parkes grâce aux actions du CENBG.  “We got the ball rolling” – ‘splinter’ session au JD02, IAU Prague, août 2006 (D. Smith, proceedings, in preparation)  Le CENBG charge et entretient la base de données d’ephémerides fournie avec les Science Tools, sur les serveurs de NASA Goddard.  Datation absolue: des muons déclenchent le GPS de CELESTE ainsi que le LAT intégré au satellite (D.A. Smith, J.E. Grove, D. Dumora, LAT-TD-08777-03.)  4 posters au GLAST Symposium, avec un début de “la vérification des fonctions de réponse et l’optimisation des coupures de sélection de gammas”.  CENBG chargé du monitoring de la datation “temps réel” sur orbite. Bordeaux est devenu l’équipe la plus visible du groupe “Pulsars, SNRs, and Plerions”. Début d’une coopération avec le CESR (identification). Avec les compétences du SAp, et avec HESS, potentiel d’un impact français important sur les sources galactiques à haute énergie. Le physicien post-doc CDD CNES serait chargé de la database de chronométrie. Poste 3: database d’ephémerides pulsar

15 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 15 Projet clef: “Pulsars haute énergie” XMM (N. Webb, Toulouse) HESS (Y. Gallant, Montpellier) GLAST (D. Smith et al, Bordeaux) Vela w. GLAST (simus, T. Reposeur) Contrôles de l’acceptance de l’instrument

16 comité ad hoc du CNES, 29 janvier 2007 D. A. Smith CNRS / In2p3 16 La France a des compétences critiques, appliquées à des postes clefs dans GLAST. Des contributions essentielles et variées, très appréciées par la collaboration. Risque: les scientifiques pourront être débordés par les tâches de service. Or, les données deviennent publiques après un an. Un soutien au développement de l’instrument et des outils soulagera les chercheurs. La collaboration américaine est plutôt faible par rapport au grand volume de données et de résultats attendus. Cette demande représente une occasion précieuse d’augmenter sensiblement le retour scientifique français. Conclusions