Observatoire Pierre Auger

L’Observatoire Pierre Auger est actuellement le plus grand détecteur de rayons cosmiques au monde. Il a pour objectif d’étudier les rayons cosmiques aux ultra-hautes énergies (E > 10¹⁸ eV). Il est constitué d’un ensemble détecteurs couvrant une surface de 3000 km² installés dans la pampa argentine (province de Mendoza).

Un des 1600 détecteurs à eau (avant plan) et une des quatre stations de fluorescence (arrière plan) de l’observatoire Pierre Auger – Crédits : Observatoire Pierre Auger

Le groupe d’IJCLab est impliqué à différents niveaux dans l’analyse des données de l’Observatoire :

• De la détection des gerbes au spectre des rayons cosmiques ;
  Pour construire le spectre des rayons cosmiques, différentes étapes sont nécessaires : contrôle et sélection des signaux des 1600 cuves, reconstruction de l’énergie des rayons cosmiques, évaluation de l’exposition du réseau en fonction du temps.
• Analyse des anisotropies des rayons cosmiques ;
  L’étude des anisotropies dans les directions d’arrivée des rayons cosmiques est un des outils essentiels pour remonter à leurs origines. Aux énergies les plus extrêmes, on espère remonter à leurs sources, alors qu’autour de 10¹⁸-10¹⁹ eV, le très grand nombre d’événements observés permet de rechercher dans les directions d’arrivée des structures à grande échelles qui pourraient marquer une transition entre rayons cosmiques galactiques et extragalactiques. Dans le cadre de l’ANR MICRO, le groupe vise la modélisation jointe des observables que sont le spectre, la composition moyenne (noyaux lourds ou légers) et les directions d’arrivées pour contraindre les sources de plus haute énergie dans l’Univers.
• Nature des rayons cosmiques aux plus hautes énergies ;
  La connaissance de la nature des rayons cosmiques est une des données clés pour remonter à leur origine. En particulier, on s’attend à ce que, aux plus hautes énergies, les rayons cosmiques les plus légers soient peu déviés par les champs magnétiques et pointent vers les sources qui les ont émises. Pour cela, nous avons besoin d’observables sensibles à la nature du primaire, et notamment de mesurer le contenu muonique des gerbes détectées avec le détecteur de surface.
• Électronique du détecteur de surface et jouvence de l’Observatoire ;
  La collaboration Auger prévoit de continuer à exploiter l’Observatoire en améliorant ses performances, notamment dans sa capacité à discriminer la nature des cosmiques primaires. L’IJCLab, déjà responsable de l’électronique des cuves du détecteur de surface depuis son entrée dans la collaboration en 2000, est à la tête de la jouvence de l’électronique des nouveaux détecteurs de surface de l’observatoire.