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Les activités scientifiques du groupe AMS-CREAM-LSST se situent à la frontière entre l'astrophysique, la physique des particules et la cosmologie et visent à mieux connaitre la composition et l'évolution de notre Univers. L'enjeu des expériences dans lesquelles nous sommes impliqués est de répondre à certaines énigmes fondamentales dans ces différents domaines telles que l'origine des rayons cosmiques, la recherche de matière noire, l'asymétrie matière anti-matière, la nature de l'énergie noire...
Les activités du groupe sont séparées en deux thématiques principales liées aux différentes expériences dans lesquelles nous sommes impliqués. Ces deux thématiques sont l'étude des rayons cosmiques et la cosmologie.
1)Les rayons cosmiques
L'étude des rayons cosmiques avec les expériences CREAM (sur ballon stratosphérique) et AMS (sur la Station Spatiale Internationale) a pour but de mesurer avec précision les flux de ces particules sur 6 ordres de grandeur en énergie. Ces mesures doivent permettre d'établir l'origine des sources de ce rayonnement cosmique et de contraindre les processus d'accélération et de propagation sous-jacents. Parmi ces rayons cosmiques, le détecteur AMS pourrait détecter et distinguer des anti-noyaux, ce qui suggérerait l'existence d'étoiles et de galaxies d'anti-matière. La sensibilité d'AMS permet également la recherche de matière noire via la désintégration de WIMPS entrainant un excès de positrons, d'antiprotons et de gammas dans les données.Un programme de simulation développé au sein du groupe permet une approche phénoménologique des flux de rayons cosmiques observés et permet de contraindre les modèles de production et de propagation.
2)Cosmologie
Le projet LSST est un télescope qui permettra dès 2017 de dresser une carte 3D de l'Univers avec une profondeur et une précision inégalées. Le formidable catalogue de plusieurs milliards de galaxies lointaines observées par le télescope permettra une étude sans précédant de notre Univers et fournira des informations capitales en cosmologie. L'étude des oscillations baryoniques, par exemple, permettra de mieux comprendre l'énergie noire qui représente 70% de la densité d'énergie de notre Univers. Nous étudions également quelques aspects de théorie quantique des champs en espace courbe et de gravitation relativiste avec application aux trous noirs et à l'univers primordial.
Pour chaque expérience, le groupe, avec le soutien des services techniques du laboratoire, est impliqué dans le développement de divers instruments afin d'acquérir une forte expertise dans une partie du ou des détecteurs.Nous étudions également les implications phénoménologiques et théoriques des résultats obtenus et envisagés.Nous abordons de plus les diverses problématiques du point de vue théorique et phénoménologique.Ces différents aspects contribuent à rendre le groupe multidisciplinaire, avec des compétences en instrumentation, en analyse des données et en interprétation théorique des résultats des expériences auxquelles nous participons.
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