Contribution à l'étalonnage en énergie du calorimètre du GLAST-LAT et qualification des modèles de cascades hadroniques disponibles sous GEANT4

Contribution to the GLAST-LAT calorimeter energy calibration and benchmarking of hadronic cascade models under GEANT4

• Auteur / Autrice : Johan Bregeon
• Direction : Benoît Lott
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques et de l'ingénieur. Astronomie, astrophysique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études nucléaires Bordeaux Gradignan
• Jury : Président / Présidente : Marie-Madeleine Aléonard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Lott, Marie-Madeleine Aléonard, Abdelouahad Chbihi, Pascal Lautridou, David A Smith, Xavier Ledoux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelouahad Chbihi, Pascal Lautridou, David A Smith

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions hadron-hadron

Astronomie gamma

Résumé

GLAST est la nouvelle génération de télescope spatial pour l'étude des rayons gamma et devrait très largement améliorer notre connaissance du ciel à haute énergie, dès son lancement en août 2007. Les données du faisceau-test mené au GANIL avec des ions de basse énergie, ont permis de contribuer à l'étalonnage en énergie du LAT. Ces données ont été analysées pour mesurer la non-linéarité de la production de lumière dans le CsI en réponse au dépôt d'énergie des ions, des protons au krypton et pour des énergies allant de 0 à 73MeV par nucléon. Les résultats obtenus se sont révélés complémentaires aux mesures de scintillation du CsI, réalisées lors du faisceau-test mené au GSI pour des ions lourds relativistes. La connaissance de la non-linéarité de la réponse des cristaux de CsI de GLAST aux ions de haute énergie est indispensable pour réaliser l'étalonnage en énergie en orbite des détecteurs à l'aide des rayons cosmiques. Le rejet des évènements hadroniques est un autre problème clé pour GLAST, or, l'élaboration des algorithmes repose sur la simulation Monte-Carlo officielle de GLAST, GlastRelease. Les cascades hadroniques mesurées lors du faisceau-test mené au GSI et lors d'un autre faisceau-test mené au CERN sur le SPS, sont utilisées pour confronter les codes de simulation, disponibles sur la plate-forme logicielle GEANT4 qui est à la base de GlastRelease. En vérifiant la bonne reproduction de certaines observables simples, pour des cascades hadroniques générées par des protons ou de pions de 1. 7GeV , 3. 4GeV, 10GeV et 20GeV, on conclue qu'à haute énergie le modèle par défaut, LHEP, est valable, alors qu'à basse énergie, le modèle de cascade intranucléaire de Bertini devrait être utilisé.