CF202648766
Recherche de matière noire via la combinaison de données gamma et neutrinos à l'aide d'outils open source
J-36
Doctorat Doctorat complet
Disciplines
Laboratoire
LABORATOIRE PHYSIQUE NUCLEAIRE ET DE HAUTES ENERGIES
Institution d'accueil
Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)
Ecole doctorale
Physique en Ile de france - ED 564

Description

Le Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) est le futur observatoire au sol d’astrophysique à très hautes énergies (20 GeV-300 TeV), issu d’une collaboration mondiale et actuellement en cours de construction sur deux sites, à La Palma en Espagne pour l’hémisphère Nord, et dans le désert d’Atacama au Chili pour l’hémisphère Sud.

La thèse portera sur le développement des outils d’analyses de recherche indirecte de matière noire avec gammapy, l’outil scientifique retenu par l’observatoire CTAO pour les futures analyses de données. Dans la lignée ce qui se fait avec gammapy pour l’analyse de sources gamma, ces outils devront aussi être capable de traiter, pour la recherche de matière noire, les données de multiples observatoires de rayons gamma tels que H.E.S.S., VERITAS, MAGIC, LST-1, ASTRI, HAWC, SWGO, et Fermi-LAT. Du point de vue de la phénoménologie et de la théorie de la matière noire, une attention particulière sera portée aux aspects de physique théorique des particules, en particulier pour ce qui concerne la prédiction de flux attendus d’une matière noire de haute masse, ainsi que la distribution de la matière noire dans les objets astrophysiques observés, telle que prédite par les modélisations et simulations astrophysiques.

Le groupe du LPNHE est également impliqué dans la construction des NectarCAM, caméras qui équiperont les télescopes de taille intermédiaire de CTAO sur le site Nord. La thèse portera également sur les tests de validation de ces caméras et leurs analyses, ainsi que sur la mise en service sur site des premières caméras à partir de 2026.

Compétences requises

Le ou la candidate doit être titulaire d’un Master 2 en physique des hautes énergies (ou équivalent). Une expérience préalable en astronomie gamma serait un atout, bien que non obligatoire. Une bonne maîtrise de la programmation en Python sera également appréciée.

Bibliographie

[1] M.Cirelli, A.Strumia, J.Zupan, Dark Matter, SciPost Phys. Rev. 1, 2026, scipost.org/SciPostPhysRev.1
[2] S. Schuldt et al., Inner dark matter distribution of the Cosmic Horseshoe (J1148+1930) with gravitational lensing and dynamics, A&A, 631, A40, 2019, https://arxiv.org/abs/1901.02896
[3] Planck Collaboration, Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters, A&A, 594, A13, 2016, https://arxiv.org/abs/1502.01589
[4] L. Gréaux et al., The Cosmological Optical Convergence: Extragalactic Background Light from TeV Gamma Rays, ApJL, 975, L18, 2024, https://arxiv.org/abs/2410.07011
[5] Fermi-LAT Collaboration, Searching for Dark Matter Annihilation from Milky Way Dwarf Spheroidal Galaxies with Six Years of Fermi Large Area Telescope Data, PRL, 115, 231301, 2015, https://arxiv.org/abs/1503.02641
[6] H.E.S.S. Collaboration, Search for dark matter annihilation signatures in H.E.S.S. observations of dwarf spheroidal galaxies, PRD, 90, 112012, 2014, https://arxiv.org/abs/1410.2589
[7] MAGIC Collaboration, Combined searches for dark matter in dwarf spheroidal galaxies observed with the MAGIC telescopes, including new data from Coma Berenices and Draco, Physics of the Dark Universe, 35, 100912, 2022, https://arxiv.org/abs/2111.15009
[8] VERITAS Collaboration, Dark matter constraints from a joint analysis of dwarf Spheroidal galaxy observations with VERITAS, Physical Review D, 95, 082001, 2017, https://arxiv.org/abs/1703.04937
[9] HAWC Collaboration, Dark Matter Limits from Dwarf Spheroidal Galaxies with the HAWC Gamma-Ray Observatory, ApJ, 853, 154, 2018, https://arxiv.org/abs/1706.01277
[10] The Fermi-LAT, HAWC, H.E.S.S., MAGIC, and VERITAS Collaborations, Combined dark matter search towards dwarf spheroidal galaxies with Fermi-LAT, HAWC, H.E.S.S., MAGIC, and VERITAS, accepted for publication in JCAP, https://arxiv.org/abs/2508.20229​
[11] M. Cirelli et al., PPPC 4 DM ID: a poor particle physicist cookbook for dark matter indirect detection, JCAP, (2011) 051, 2011, https://arxiv.org/abs/1012.4515
[12] IceCube Collaboration, Search for GeV-scale Dark Matter Annihilation in the Sun with IceCube DeepCore, PRD, 105, 062004, 2022, https://arxiv.org/abs/2111.09970
[13] ANTARES Collaboration, Search for Dark Matter Annihilation in the Earth using the ANTARES Neutrino Telescope, Physics of the Dark Universe, 16, 41-48, 2017, https://arxiv.org/abs/1612.06792
[14] X. Guo et al., Searching for dark-matter induced neutrino signals in dwarf spheroidal galaxies using 10 years of IceCube public data, PRD, 108, 043001, 2023, https://arxiv.org/abs/2306.02675
[15] ANTARES and IceCube Collaborations, Combined search for neutrinos from dark matter self-annihilation in the Galactic Centre with ANTARES and IceCube, PRD, 102, 082002, 2020, https://arxiv.org/pdf/2003.06614
[16] MAGIC Collaboration, Search for Gamma-ray Spectral Lines from Dark Matter Annihilation up to 100 TeV towards the Galactic Center with MAGIC, PRL, 130, 061002, 2023, https://arxiv.org/abs/2212.10527
[17] A. Donath et al., Gammapy: A Python package for gamma-ray astronomy, A&A, 678, A157, 2023, https://arxiv.org/abs/2308.13584
[18] C. Galelli et al., Gammapy: a python package for (not only) gamma-ray astronomy, J. Phys.: Conf. Ser. 3053 012032, 2025, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/3053/1/012032

Mots clés

Recherche indirecte de matière noire, Astronomie de haute énergie, Astronomie multi-messager, Astroparticules

Offre boursier / non financée

Ouvert à tous les pays

Dates

Date limite de candidature 30/09/26

Durée36 mois

Date de démarrage01/10/26

Date de création12/05/26

Langues

Niveau de français requisAucun

Niveau d'anglais requisAucun

Divers

Frais de scolarité annuels400 € / an

Site web

Contacts

Vous devez vous connecter pour voir ces informations.

Cliquez ici pour vous connecter ou vous inscrire (c'est gratuit !)