Proposition de sujet de thèse pour 2012 (1 page max) Sujet Optimisation des performances du télescope gamma Fermi/LAT Responsable CNES Olivier LaMarle Laboratoires d’accueil envisagés LUPM and IRAP Responsable dans le laboratoire (coordonnées complètes) Johann Cohen-Tanugi, LUPM, Bat.13, Université Montpellier 2, 4 pl. Eugene Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5 Jürgen Knödlseder, IRAP, Université de Toulouse, 9, avenue du Colonel Roche, 31028 Toulouse Cedex 4 Cofinanceur envisagé CNRS, Ministère, Régions Profil du candidat Mastère en Physique ou Informatique, ou équivalent Description succinte du sujet. Joindre une fiche détaillée si nécessaire Après trois ans de prise de données, le Large Area Telescope (LAT) à bord de l’observatoire Fermi a permis d’améliorer profondément notre compréhension du ciel aux hautes énergies, en dévoilant environ 2 000 nouvelles sources de rayons gamma qui témoignent des phénomènes énergétiques dans l’Univers (accélération de particules relativistes, explosions d’étoiles, interaction des rayons cosmiques avec le milieu interstellaire). Pour comprendre la physique derrière ces phénomènes, une couverture spectrale maximale est requise afin de contraindre le mieux possible les différents processus physiques en jeu (émissions Bremsstrahlung, inverse Compton, décroissance des pions). Également, l’imagerie des sources peut révéler la morphologie des émissions, renseignant sur les sites qui sont à l’origine des rayons gamma. Dans le cadre de cette thèse nous proposons d’augmenter la bande spectrale accessible par le LAT et d’améliorer les capacités d’imagerie des émissions gamma afin d’exploiter pleinement le potentiel scientifique de l’instrument. Le LAT enregistre des photons gamma à partir d’environ 10 MeV, or seules les données au-dessus de ~100-200 MeV sont aujourd’hui exploitables scientifiquement. Pour abaisser ce seuil en énergie, et pour obtenir ainsi des contraintes inédites sur la partie basse énergie des spectres des sources, une étude spécifique de l’efficacité de détection et de la sélection des événements enregistrés doit être mené. Ce travail s’appuiera sur des simulations Monte-Carlo de l’instrument, qui seront à mettre en œuvre et à exploiter pendant la thèse. À partir de cette analyse, des fonctions de réponse « basses énergies » seront à déterminer, et à appliquer aux données de quelques sources bien connues (comme le Crabe ou le pulsar de Vela) pour validation. Le deuxième volet de la thèse consiste en le développement d’un algorithme de restauration d’image de type Richardson-Lucy évènement-par-événement, avec utilisation complète de la matrice de covariance disponible pour chaque événement. Un tel algorithme novateur permettra d’exploiter le mieux les capacités d’imagerie du LAT car il prendra en compte les variations importantes dans la fiabilité des directions d’arrivées des photons enregistrés. Ce travail permettra enfin de faire le pont avec un effort prometteur dans l’avenir, visant à utiliser la matrice de covariance directement dans l’analyse des données. Cette thèse, à caractère instrumental, s’effectuera au sein d’une large collaboration internationale, et la thèse s’inscrit dans un effort global de la collaboration à obtenir les meilleures performances du LAT. Ce travail jouira d'une grande visibilité, car il est original au sein de la collaboration LAT, et s'appuie sur une expertise reconnue des deux responsables, concrétisée par des communications internes et externes sur les deux volets du projet.