Influence de l'atmosphère sur la détection spatiale des rayons cosmiques d'ultra haute énergie
résumé
EUSO est un projet de détection spatiale des rayons cosmiques d'ultra-haute énergie. Son principe consiste à observer les photons de fluorescence émis par les gerbes atmosphériques depuis un télescope embarqué à bord de la Station Spatiale Internationale.
Au cours de cette thèse, un logiciel de simulation a été développé pour étudier les caractéristiques de ce nouveau concept de détection. Il modélise les différentes étapes de la détection : développement des gerbes atmosphériques, génération des photons de fluorescence et Cerenkov, et transfert des photons jusqu'? la lentille du télescope. Il inclut notamment un algorithme Monte-Carlo de propagation des photons dans l'atmosphère, traitant la diffusion multiple en conditions de ciel clair ainsi qu'en présence de nuages et d'aérosols.
Avec ce programme de simulation, l'impact des conditions atmosphériques sur les performances d'un détecteur spatial a été étudié. La modélisation précise de la propagation des photons dans l'atmosphère a permis de quantifier la contribution des photons diffusés au signal détecté.
- Introduction et chapitre 1 Les rayons cosmiques d'ultra haute énergie
- chapitre 2 EUSO et la détection spatiale des RCHUE
- chapitre 3 Développement des gerbes atmosphériques
- chapitre 4 Génération des photons
- chapitre 5 Propagation des photons dans l'atmosphère
- chapitre 6 Caractéristiques du signal collecté par la lentille
- chapitre 7 Performances d'un détecteur spatial
Conclusion, annexes et bibliographie
abstract
EUSO is a project of ultra-high energy cosmic rays detection from space. Its concept relies on the observation of fluorescence and Cerenkov photons emitted by extensive air showers from a telescope located on the International Space Station.
During this thesis, a simulation software has been developed to study the characteristics of this innovative concept of detection. It deals with the different steps of the detection chain : extensive air shower development, emission of fluorescence and Cerenkov light, and radiative transfer to the telescope. A Monte-Carlo code has been implemented to simulate the propagation of photons through the atmosphere, dealing with multiple scattering in clear sky conditions as well as in presence of aerosols and clouds.
With this simulation program, the impact of atmospheric conditions on the performances of a spaceborn detector has been studied. The precise treatment of photons propagation through the atmosphere has permitted to quantify the scattered light contribution to the detected signal.
- Meetings EUSO
- Meetings EUSO-France
- Conférences, séminaires
- Cours
Meetings EUSO
Meeting EUSO-IWG , CdF/Paris ,28/02/02
- (c/o E.Plagnol,Cdf) sim_grenoble_280202.pdf
SIM-SDA joint Meeting,Palerme, 11-12 /04/02
- Corinne Berat : fichier pdf
LIDAR meeting, ESRIN/Frascati,31 /05/02
- Didier Lebrun : Rome2.PDF
EUSO General Meeting #1 ,Observatoire de Paris, 14/06/02
- Dy Holm Koang : EUSO System Electronics(pdf)
- Corinne Berat : Influence of the atmosphere on UHECR detection(pdf)
- Didier Lebrun : Basic scientific parameters for EUSO: BABY and ULTRA programs(pdf)
EUSO general meeting + IWG, Faro, septembre 2002
- Didier Lebrun : Nightsky Background
- Dy-Holm Koang :
EUSO general meeting + IWG, Palermo, Fevrier 2003
- Didier Lebrun : Atmospheric Models(pdf)
- Didier Lebrun : Showers and Light Multiple Scattering(pdf)
EUSO general meeting + IWG, Huntsville , Mai 2003
- Didier Lebrun : Fluorescence Yield(pdf)
- Didier Lebrun : Elves,Sprites and Gnomes(pdf)
EUSO SIM SDA ESAF Meeting, Turin , Mai 2004
- Sylvain Moreggia : Status of atmospheric processes simulation in ESAF(pdf)
Meetings EUSO-France
Réunion Euso-France du 8 /02/02
- Dy Holm Koang : EUSO-IWG1-28fev2002(ptt)
- Corinne Berat : Etude de l'atmosphere terrestre - programme lowtran (pdf)
- Anne Stutz : lowtran.pdf
- Didier Lebrun : ultra_paris_0202.PDF
- Didier Lebrun : atmosphere_lyon.ppt
Réunion Euso-France du 25/09/02
- Dy-Holm Koang :
- Corinne Berat : transmission et etalement deu Cherenkov(ppt)
Réunion Euso-France du 8/11/04
- Sylvain Moreggia : Statut de la simulation des processus atmosphériques dans ESAF (ppt)
Cours
Energies Extremes et Rayons Cosmiques - Corinne Berat
Cours réalisé pour l'Université Ouverte de l'UCBL, Février 2004
Cours donné au LPSC, dans le cadre des réunions du vendredi, en Mai 2004, en 3 parties (fichiers pdf)
Articles publiés
(dans la liste de publications du groupe)
Notes internes
- EUSO duty cycle : moon and sun light effects, Montanet F.,
EUSO-SIM-REP-009-1.2 (April 2004) - Electronique d'EUSO Phase A, Dy Holm Koang,
LPSC-IN2P3-03-32 (Juin 2003) - The influence of atmospheric ozone in EUSO, C. Bérat, D. Lebrun, A. Stutz,
EUSO-SIM-REP-011-1 (April 2002) - The influence of Global Atmospheric Properties in EUSO, C. Bérat, D. Lebrun, A. Stutz,
EUSO-SIM-REP-012-1 (September 2002) RAPPORT ISN-03-01 - Fluorescence Yield in N2, D. Lebrun, 2002
RAPPORT ISN-02-37