11 mars 2021 - Jacques Erard
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L鈥橴NIGE obtient un important financement pour la recherche sur les rayonnements 脿 tr猫s hautes 茅nergies
Un groupe de chercheurs et chercheuses dirig茅 par la professeure Teresa Montaruli obtient un financement de 8,4 millions de francs de la Conf茅d茅ration, qui mise ainsi sur la capacit茅 des scientifiques suisses 脿 jouer un r么le de premier plan dans un domaine crucial pour l鈥檃venir des connaissances en astrophysique, en cosmologie et en physique des particules.
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Vue d'artiste des grands t茅lescopes de l鈥橭bservatoire du Nord de CTAO. Image: Akihiro Ikeshita
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L鈥檈xploration de la mati猫re et de ses interactions 脿 tr猫s hautes 茅nergies, proches des conditions primordiales de l鈥橴nivers, n鈥檈st pas r茅serv茅e aux acc茅l茅rateurs g茅ants comme celui du CERN. Elle passe aussi par l鈥檕bservation des rayonnements cosmiques, qui constituent 脿 eux seuls des acc茅l茅rateurs extr锚mement puissants et dot茅s de champs magn茅tiques d鈥檜ne intensit茅 impossible 脿 reproduire sur Terre. Les radiations et les particules 脿 tr猫s hautes 茅nergies produites par ces rayonnements agissent comme des signaux qui, une fois analys茅s par les scientifiques, apportent une masse 茅norme de nouvelles connaissances sur l鈥橴nivers et ses composantes myst茅rieuses: la mati猫re noire et les 茅tats de mati猫re extr锚mes, tels les trous noirs et les 茅toiles 脿 neutrons qui subsistent apr猫s la mort des 茅toiles.
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Le Cherenkov Telescope Array Observatory (), un projet international r茅unissant deux r茅seaux de t茅lescopes 脿 rayons gamma, l鈥檜n dans l鈥檋茅misph猫re Nord 脿 La Palma aux Canaries et l鈥檃utre dans l鈥檋茅misph猫re Sud 脿 Paranal au Chili, a pour mission de capter ces signaux. Il permettra de recueillir des donn茅es qui vont s鈥檃v茅rer cruciales pour les chercheuses et chercheurs aussi bien en astrophysique, qu鈥檈n cosmologie et en physique des particules. Il est pr茅vu qu鈥檌l fonctionne pendant au moins vingt ans.
Avec les 脡coles polytechniques de Lausanne (EPFL) et de Zurich (EPFZ), et une participation de l鈥櫛跃北贡鸢蹙背倜� de Zurich, l鈥橴NIGE est le principal partenaire de ce projet pour la Suisse.
Un groupe de chercheurs et chercheuses dirig茅 par la professeure Teresa Montaruli vient d鈥檕btenir un financement de 8,4 millions de francs sur quatre ans du Secr茅tariat d鈥櫭塼at 脿 la formation, 脿 la recherche et 脿 l鈥檌nnovation (). Ce financement sera prolong茅 pour entrer dans la phase de prise de donn茅es apr猫s cinq ann茅es, pour autant que la Suisse d茅cide de poursuivre sa participation 脿 ce grand projet.
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T茅lescopes agiles
Cette somme couvrira la participation du groupe 脿 la construction et 脿 la mise en 艙uvre de trois t茅lescopes de type Large Size Telescope (LST), dans le cadre du projet CTAO. Le LST est 茅quip茅 d鈥檜ne surface r茅fl茅chissante de 23 m猫tres de diam猫tre, arrim茅e 脿 une structure l茅g猫re en fibre de carbone et en aluminium, ce qui lui permet de se repositionner en l鈥檈space de quelques dizaines de secondes pour capter les signaux de rayons gamma.
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D茅tail du de la cam茅ra du premier grand t茅lescope de CTA, LST-1, de dimension lineare de 2 m. Photo: Daniel Lopez/IAC
L鈥檈xpertise des chercheurs/euses de l鈥橴NIGE, en particulier le Dr Domenico Della Volpe et le Dr Matthieu Heller, se concentre sur l鈥檌ng茅nierie du syst猫me principal du LST et sur le d茅veloppement, avec les deux EPF, de cam茅ras de deuxi猫me g茅n茅ration. Cette cam茅ra utilise des photo-senseurs au silicium, introduits dans le domaine de l鈥檃stronomie des rayons gammas par l鈥橢PFZ et le professeur Adrian Biland, qui a d茅velopp茅 le t茅lescope FACT. Elle sera capable de capter, gr芒ce 脿 la micro-茅lectronique au silicium d茅velopp茅e en collaboration avec le professeur Edoardo Charbon de l鈥橝QUA Lab de l鈥橢PFL, des 茅v茅nements survenant en quelques nanosecondes (10-9 s). En effet, lorsque les particules des rayons gamma 脿 haute 茅nergie se d茅sint猫grent en entrant dans l鈥檃tmosph猫re terrestre, des gerbes de particules se forment en quelques nanosecondes pour produire une lumi猫re Cherenkov capt茅e par les t茅lescopes au sol.
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Des p茅tabytes de donn茅es 脿 traiter
Les scientifiques suisses ont 茅galement d茅pos茅 une demande afin d鈥檋茅berger un centre de traitement des donn茅es de CTAO, en connexion avec le Science Data Management Centre de CTAO au DESY-de Zeuthen, en Allemagne. Fort de l'expertise des scientifiques du D茅partement d'astronomie de l'UNIGE, sous la coordination du Dr Roland Walter et du professeur St茅phane Paltani, ainsi que du professeur Jean-Paul Kneib de l鈥橢PFL, ce centre de donn茅es pourrait faire basculer le niveau de donn茅es en astronomie en Suisse dans le domaine du Big Data. Une fois tous les t茅lescopes de CTAO en fonction, ils seront en effet capables de produire des dizaines de petabytes de donn茅es, un ordre de grandeur proche de l鈥檈nsemble des donn茅es circulant actuellement sur internet chaque jour. Un centre de calcul 脿 haute performance sera n茅cessaire au traitement de telles volumes.
Un projet d'importance nationale
Le programme de recherche vise 脿 contribuer 脿 la construction internationale de l'observatoire Cherenkov Telescope Array (CTAO) dans le domaine de l'astronomie des rayons gamma. Depuis 2019, soutenue financi猫rement par le Secr茅tariat d鈥櫭塼at suisse 脿 la formation, la recherche et 脿 l鈥檌nnovation (Sefri), l鈥櫛跃北贡鸢蹙背倜� de Gen猫ve a repris la responsabilit茅 de repr茅senter la Suisse au sein de cette instance, responsabilit茅 scientifique assum茅e par la Prof. Teresa Montaruli (Facult茅 des sciences). En effet, la mise en 艙uvre de l'observatoire du r茅seau de t茅lescopes de Tcherenkov est un projet d'importance nationale dans le cadre de la feuille de route suisse d茅finie par le Sefri. Fin 2020, un accord de collaboration scientifique et technologique a 茅t茅 茅tabli entre l鈥橴NIGE et l鈥橢PFL afin que des chercheurs et chercheuses des deux institutions actif-ves dans le domaine de l'astroparticule, de l'astrophysique, de la technologie informatique, de la photod茅tection et de l'茅lectronique associ茅e puissent s鈥檈ngager ensemble dans la recherche future dans le domaine de l'astronomie gamma. Le premier colloque r茅unissant les scientifiques impliqu茅s dans le projet CTAO-CH a eu lieu le 24 novembre 2020 lors du , afin de pr茅parer le positionnement de la Suisse dans le projet europ茅en CTAO. En effet, les pays participants sont actuellement en train de cr茅er le Consortium pour les infrastructures europ茅ennes de recherche CTAO (CTAO ERIC) qui construira, mettra en service et exploitera le CTA pendant une p茅riode de trente ans.
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