Partenaires
Menu
Rechercher
Navigation
Accueil > Thèses, Stages, Formation et Enseignement > Propositions de thèses 2025 > Caractérisation de l’énergie noire avec les supernovae de ZTF-II et LSST
Caractérisation de l’énergie noire avec les supernovae de ZTF-II et LSST
par Tristan Beau - 27 novembre
Titre : Caractérisation de l’énergie noire avec les supernovae de ZTF-II et LSST
Directrice/directeur de thèse : Nicolas Regnault
Groupe d’accueil :Cosmologie
Webpage du projet : https://www.ztf.caltech.edu/
Collaboration : ZTF-II / SNLS / Subaru
Description :
La caractérisation de la nature de l’énergie noire, l’élément mystérieux invoqué pour expliquer l’accélération l’expansion cosmique est depuis plus d’une décennie un problème central de la cosmologie. Cette quête a motivé plusieurs surveys sol (DESI, LSST, ZTF) et au moins deux missions spatiales (Euclid, Roman). La mesure de l’histoire de l’expansion cosmique à l’aide de supernovae de type Ia est l’une des sondes statistiquement les plus efficaces pour contraindre l’équation d’état de l’énergie noire et ses éventuelles variations avec le redshift. Les mesures récentes semblent favoriser une équation d’état variable avec le temps, en tension avec le modèle standard de la cosmologie.
Le domaine est récemment entré dans une nouvelle ère avec l’augmentation spectaculaire de la taille des échantillons de supernovae de type Ia de qualité cosmologique. À faible redshift, en particulier, l’échantillon produit par la Zwicky Transient Facility (ZTF), un télescope robotique installé à l’Observatoire Palomar (Californie), compte près de 3600 objets, soit plus de dix fois la statistique disponible il y a 5 ans. À terme l’echantillon comptera près de 10,000 supernovae caractérisées spectroscopiquement, et plus de 30,000 suivies photométriquement. Combinés à deux échantillons inédits de supernovae à grand redshift découvertes avec des télescopes de 4-m (CFHT) et 8-m (Subaru), ces objets permettent de réaliser une mesure entièrement indépendante de l’équation d’état de l’énergie noire. C’est l’essence du projet Lemaître (Latest Mapping of Acceleration with an Independent Trove of Redshifted Explosions), qui publiera, courant 2025, un diagramme de Hubble ZTF+SNLS+Subaru contenant plus de 4000 objets, et qui fournira les meilleures contraintes pre-LSST sur l’équation d’état de l’énergie noire.
La thèse s’inscrit dans la continuté du projet Lemaître. Le coeur du travail proposé consiste à développer une version avancée de plusieurs segments critiques des pipelines de photométrie et d’inférence cosmologique, en utilisant des techniques modernes de calcul haute-performance (HPC), afin de pouvoir suivre l’explosion de la taille des lots de données. La thèse comporte deux volets principaux :
- Il s’agira dans un premier temps de participer à la production des courbes de lumière des 30,000 supernovae de l’échantillon final de ZTF. Cette analyse exige de développer un pipeline de nouvelle génération en utilisant par exemple les développements python/jax récents permettant de la déployer sur GPU.
- Le second temps de la thèse portera sur la chaine d’inférence cosmologique. Cette chaîne comprend notamment un code de modélisation empirique des supernovae de type Ia, qui décrit leur variabilité à partir de l’évolution temporelle de leur luminosité ainsi que de leur couleur. La quantité de données actuellement disponible, ainsi que les développements récents en Machine Learning, ouvrent enfin la possibilité de pousser plus loin leur modélisation. Le but sera de tirer partie de la statistique sans équivalent de l’échantillon ZTF pour raffiner cette modélisation aussi bien du point de vue des méthodes utilisées que de la compréhension physique des supernovae, avec pour finalité d’augmenter significativement la précision des distances mesurées.
Cette thèse représentera une contribution essentielle au diagramme de Hubble ZTF+LSST qui permettra la meilleure mesure de l’histoire de l’expansion cosmique dans la gamme de redshift 0.02 < z < 1.
Lieu(x) de travail : LPNHE
Déplacements éventuels : Berlin/Stockholm/Lyon/Marseille/Clermont
Stage proposé avant la thèse : Oui
Dans la même rubrique :
- Recherche de la violation de la conservation de la saveur des leptons chargés avec l’expérience LHCb au CERN
- Development of the new silicon pixel tracker for the upgrade of the ATLAS detector at the High Luminosity LHC (HL-LHC), study of the performance of the new design, and application to the research of new physics and precision Higgs measurements at HL-LHC
- Vers le multi-messagers à ultra-haute énergie avec GRAND
- Reconstruction du détecteur Hyper Kamiokande et étude d’oscillation des neutrinos avec ces premières données
- Top Mass measurement in all hadronic final state using Atlas detector
- Recherche directe de matière noire auprès de l’expérience DAMIC-M
- Mesure de la masse du quark top et de la fragmentation des quarks b avec des événements ttbar avec des mésons J/psi dans l’état final. Participation à la mise à niveau du détecteur ATLAS auprès du LHC
- Measurement of solar pp neutrinos flux in XENONnT and development of new electrodes for DARWIN
- Recherche de particule de type axion de longue durée de vie au LHC dans l’expérience ATLAS
- tudes de population de sources astrophysiques pour la recherche de violation d’invariance de Lorentz et des délais intrinsèques aux sources. Analyses combinées des données de H.E.S.S. et préparation aux analyses CTAO.
- Improving the discovery potential of XENONnT and XLZD on detecting dark matter with the study of their electrodes
