Développement d'un prototype de télescope Compton et astronomie gamma

par Adrien Laviron

Projet de thèse en Astrophysique nucléaire et nucléosynthèse

Sous la direction de Vincent Tatischeff et de Clarisse Hamadache.


  • Résumé

    Le travail de thèse proposé s'inscrit dans le cadre du développement d'un nouvel observatoire spatial dans le domaine de l'astronomie gamma des moyennes énergies, pour lequel le CSNSM joue un rôle moteur (co-PIship de la proposition M5 e-ASTROGAM). Le projet de recherche et développement Compact Compton Telescope (COCOTE ; collaboration CSNSM, IPNO, APC, CEA/Irfu, IRAP) vise à construire un démonstrateur du futur télescope spatial et à étudier ses performances. En 2016, suite aux développements effectués, un premier prototype de télescope gamma développé par la collaboration a été lancé dans la haute atmosphère depuis la base du CNES d'Aire-sur-l'Adour. Pour cette expérience, la charge utile comprenait un assemblage de détecteurs au silicium fournit par le CEA/Irfu et un module développé au CSNSM pour le calorimètre, constitué d'un cristal scintillant de bromure de cérium (CeBr$_3$) couplé à un photomultiplicateur à tube multi-anodes 64 voies. Le sujet de thèse porte sur la réalisation d'un nouveau télescope intégré, de type Compton, dédié à l'étude du rayonnement gamma de sources célestes. Le démonstrateur réalisé prendra place dans le préparation de la mission e-ASTROGAM si celle-ci est sélectionée par l'ESA (résultat de la sélection fin 2017) ou dans la préparation d'une nouvelle expérience d'observation du ciel sous ballon stratosphérique.

  • Titre traduit

    Prototype for a Compton telescope and gamma-ray astronomy


  • Résumé

    The proposed thesis work is part of a new space observatory project for astronomy in the medium-energy gamma-ray band, for which the CSNSM plays a driving role (co-PIship of the proposal M5 e-ASTROGAM). The instrumental project Compact Compton Telescope (CSNSM, IPNO, APC, CEA / Irfu, IRAP collaboration) aims to build a demonstrator of the future space telescope and to study its performance. In 2016, a first prototype of a small gamma telescope developed by the collaboration was launched in the upper atmosphere from the CNES Aire-sur-l'Adour ballon base. For this experiment, the instrument included an assembly of silicon detectors provided by CEA/Irfu and a calorimeter module developed at CSNSM composed of a cerium bromide scintillators coupled to a 64-channels multi-anode photomultiplier tube. The aim of the thesis is to build a new integrated Compton telescope, dedicated to the study of gamma radiation from celestial sources. The completed demonstrator will take place in the preparation of the e-ASTROGAM mission in case of selection by ESA (result of the selection will be known at the end of 2017) or in the preparation of a new stratospheric balloon observation mission.