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Thèse Année : 2003

La simulation électronique de CELESTE : étude des biais et application à l'obsevation de la Nébuleuse de Crabe

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Résumé

High energy astrophysics deals with the extreme processes of the Universe linked with the production of energetic particles (cosmic rays). The search of the sites of its acceleration led to the birth of a gamma ray astronomy. Inside our Galaxy, supernova remnants and pulsars attract most attention. Active galactic nuclei, especialy its blazar category, represent the dominant group of sources at cosmological distances.
Using Cerenkov technique ground-based observatories can detect gamma rays of GeV energies that are absorbed in the atmosphere after developing into an electromagnetic cascade. CELESTE project succeeded in lowering of the energy threshold to 30 GeV using a large collecting area of a former solar power plant Thémis (French Pyrenées). Study of the key elements of its implementation - the hybrid analog-logical trigger and high frequency sampling of the signal recorded for multiple places of the field - represent the essential part of this thesis. The code developed for the simulation of the electronic part of the experiment was thoroughly tested in the comparaison with real measurements. The uncertainties of the amplitude calibration and trigger timing translate into errors of energy threshold and effective area determinations. The possible sources of bias are studied at several points of the simulation chain. These considerations are applied to the results of Crab Nebula observations, first source detected by CELESTE in 2000.
Cette thèse présente le domaine de l'astronomie gamma et les principales sources de notre Galaxie (pulsars et SNRs) et celles situées à des distances cosmologiques (noyaux actifs de galaxie). La technique Cerenkov permet aux observatoires au sol de détecter des rayons gamma d'énergie du GeV absorbés dans l'atmosphère après avoir développé une cascade électromagnétique. Le projet CELESTE a atteint le but d'un seuil bas de 30 GeV, utilisant une grande surface de collection de l'ancienne centrale solaire de Thémis (Pyrénées Orientales). Une étude des principaux éléments du dispositif - un système de déclenchement mixte analogique-digital et un échantillonnage à haute fréquence du signal enregistré en plusieurs points du champ - représente la partie essentielle de cette thèse. Le code développé pour la simulation de la chaîne électronique de l'expérience a été vérifié profondément en faisant des comparaisonsavec les données réelles.
L'incertitude de la calibration en amplitude et de la mise-en-temps pour le déclenchement se traduit en erreurs sur la détermination du seuil en énergie et la surface effective. Les sources des biais éventuels sont étudiées (sur les différents points de la chaîne de simulation). Ces considérations sont appliquées aux observations de la Nébuleuse de Crabe, détectée par CELESTE déjà en 2000.
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Dates et versions

tel-00003334 , version 1 (09-09-2003)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00003334 , version 1

Citer

Münz Filip. La simulation électronique de CELESTE : étude des biais et application à l'obsevation de la Nébuleuse de Crabe. Cosmologie et astrophysique extra-galactique [astro-ph.CO]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00003334⟩
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