Development of digital models of the High Frequency Instrument (HFI) of Planck needed for its operation

par Andrea Catalano

Thèse de doctorat en Astronomie et astrophysique

Sous la direction de Jean-Michel Lamarre.


  • Résumé

    Planck est le troisième satellite consacré à l'étude du Fond Cosmologique Micro-onde(FCM), après, COBE et WMAP. Il réalisera un relevé complet dans 9 bandes couvrant le domaine spectral compris entre 25 GHz et 1 THz. A bord de Planck, l'instrument haute fréquence HFI (High Frequency Instrument) comportera 52 bolomètres refroidis à100mK. Mon travail de thèse est consacré essentiellement à l'étalonnage et au réglage,au sol et en vol, de l'instrument HFI. Il comprend d'un côté une partie expérimentale, c'est-à-dire la réalisation de séquences d'étalonnage au sol et le traitement des données obtenues et de l'autre un travail de simulation de l'instrument pour prédire son comportement pour le réglage et d'étalonnage en vol. J'ai développé aussi un travail sur les amas de galaxies. Il concerne la physique des composantes dans le milieu intra-amas. Les observations en optique et proche infrarouge ont montré la présence, en plus du gaz baryonique et de la matière noire, d'une composante diffuse de poussière. On a montré que le refroidissement radiatif du à la poussière a un effet significatif qui permet d'améliorer l'accord entre les modèles et les observations.


  • Résumé

    The N-Body plasma simulation consists in calculating the Coulomb interaction between N charged particles. We adapted an N-Body “tree code” algorithm, successfully used in the gravitational case, for the simulation of plasma. So far, we have found two main applications which suits this technique particularly well. First, the expansion of a plasma into vacuum. In this kind of simulations, densities of very different order of magnitude have to interact. Some areas can have an hydrodynamic behavior whereas some others are filled by energetic particles following ballistic trajectories. Problems which take into account plasma-vacuum interface are almost impossible to study with common simulation techniques ( Vlasov, Fokker-Planck). The other application consists in simulating moderatly or strongly coupled plasma. It deals with many laboratory plasmas as well as astrophysical plasmas such as the convective zone of the sun. In coupled plasmas, close collisions between charges can not be neglected as it is done in most of the other simulation techniques. The N-Body technique allows the accurate description of the trajectory of each single particle and thus to take into account the strong deviations.

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  • Détails : 1 vol.(190 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.178-190

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