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Analyse multispectral de données radio-interférométriques sur la sphère
Analyzing multispectral radio-interferometric measurements on the sphere

Spécialité

Théorie et traitement du signal

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

06-05-2019

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

BOBIN Jerome
+33 1 69 08 44 63

Autre lien

Résumé/Summary

Ce stage a pour objectif de développer une nouvelle méthode de séparation de composantes à partir de données radio-interférométriques échantillonnées sur la sphère.
This internship aims at developing a new component separation to analyse radio-interferometric data on the sphere.

Sujet détaillé/Full description

voir http://jbobin.cosmostat.org/Jobs/Stage2019_BSS_Sphere.pdf
see http://jbobin.cosmostat.org/Jobs/Stage2019_BSS_Sphere.pdf

Compétences/Skills

Factorisation de matrice, parcimonie, données incomplètes
Matrix factorization, sparsity, incomplete data

Logiciels

Python, C++
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Détection d'amas de galaxies par cisaillement gravitationnel pour Euclid (4-6 mois)

Spécialité

Astrophysique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

28-02-2019

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

PIRES Sandrine
+33 1 69 08 92 63

Résumé/Summary

Le but du stage est d'appliquer une méthode existante (GLIMPSE) pour détecter et estimer la masse des amas de galaxies par effet de cisaillement gravitationnel.

The student will work on applying an existing algorithm (GLIMPSE) to detect and estimate the mass of galaxy clusters from weak lensing data.

Sujet détaillé/Full description

CONTEXTE:
Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers liées par la gravité. Leur contenu est le reflet de celui de l'Univers: 85% de matière noire et seulement 15% de matière ordinaire. Les amas sont une précieuse source d'information pour la Cosmologie et sont particulièrement importants pour l'étude de la matière noire. La deflexion des rayons lumineux par les amas de galaxies par effet de lentille gravitationnelle permet de cartographier la masse des amas indépendamment de sa nature. Les futurs relevés grand champ dédiés à la mesure du cisaillement gravitationnel tels que Euclid vont permettre pour la première fois de détecter des amas de galaxies directement sur leur masse totale. Cela va nous permettre de construire un catalogue d'amas représentant la vraie population d'amas qui va ainsi nous permettre de mieux contraindre les abondances d'amas de galaxies dans l'Univers.

SUJET:
Les objectifs du stage sont les suivants:
1- Se familiariser avec les méthodes existantes de détection et estimation de la masse des amas de galaxies par effet de cisaillement gravitationnel.
2- Comparer les résultats obtenus avec GLIMPSE aux techniques standards en utilisant des simulations (catalogues de galaxies et d'amas de galaxies)

CANDIDAT:
Le candidat est un étudiant en Master ou en Ecole d'ingénieur en physique, astrophysique ou traitement du signal/image. Une experience de programmation en python est un plus.

STAGE:
Le stage se déroulera au sein du département d'astrophysique (http://irfu.cea. fr/Sap) du CEA Saclay, à l'interface entre le groupe amas de galaxies et le groupe CosmoStat. L'encadrement sera mené conjointement entre Sandrine Pires (Astrostatisticienne et spécialiste du cisaillement gravitationnel) et Gabriel Pratt (spécialiste des amas de galaxies).
CONTEXT:
Clusters of galaxies are the largest and most massive collapsed structures in the Universe. Their content reflects that of the Universe : 85% of dark matter and only 15% of ordinary matter in the galaxies and the inter-galactic gas. Clusters contain valuable information on cosmology, and are particularly important for dark matter studies. Weak Lensing is the process in which light from background galaxies is bent by foreground objects (i.e cluster of galaxies) as it travels toward us. The resulting distorsions in the shape of background galaxies provides a direct way to probe the total mass distribution of galaxy clusters.
Upcoming full-sky weak lensing surveys such as Euclid will offer for the first time the possibility to detect galaxy clusters based on their lensing signal i.e. directly on their total mass. This will allow us to build a galaxy cluster catalogue representative of the true cluster population, providing new constraints on galaxy cluster abundances in the Universe.

SUBJECT:
The objectives of the intership are the following:
1- Get familiar with the various weak lensing galaxy cluster detection and mass estimation methods currently available
2- Compare the results obtained with GLIMPSE to the standard techniques based on simulated galaxy/halos catalogues
The proposed work will allow the student to learn about inverse problems, sparse image processing and their application to astronomical problems.

CANDIDATE:
The candidate should be a Master/Engineer student in either physics, astrophysics or signal/image processing. Experience with python coding would be advantageous.

INTERSHIP:
The intership will take place in the Astrophysical Department of CEA Saclay (http://irfu.cea. fr/Sap), at the interface of the Galaxy Clusters group and the CosmoStat group. Supervision will be jointly performed by Sandrine Pires (Astrostatisticienne et spécialiste and Weak Lensing expert) and Gabriel Pratt (Galaxy Cluster expert).

Mots clés/Keywords

Amas de Galaxies, Lentilles gravitationnelles faibles, Problèmes Inverses
Clusters of galaxies, Weak Lensing, Inverse problems

Logiciels

python
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Développement d’un banc de test pour la caractérisation de circuit intégré (ASIC) pour des applications de recherche en physique fondamentale

Spécialité

Électronique embarquée

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

30-06-2019

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

non

Contact

Bouyjou Florent
+33 1 69 08 74 50

Résumé/Summary

Au sein du département d’électronique DEDIP de l’Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers (IRFU), les équipes conçoivent des circuits intégrés à usage spécifique (ASIC) pour les expériences de physique fondamentale: physique des particules, physique nucléaire et astrophysique. Dans le cadre de prochaines missions, nous avons conçu des ASICs contenant des préamplificateurs de charge permettant la lecture de détecteurs de particules.
En parallèle, un banc de test « Multi –ASIC », basé sur un FPGA Xilinx Zynq, a été développé dans le but de caractériser une large gamme d’ASICs.

Sujet détaillé/Full description

Travail et livrables attendus
La mission principale du stage concerne le développement firmware dans un FPGA ZYNQ ainsi que du software sur PC. Ces développements permettront le test et la caractérisation de l’ASIC FEANICS.
Le stage comportera une phase de prise en main du banc de test existant et des différentes mesures à effectuer sur l’ASIC afin de le caractériser.
Dans un deuxième temps, la conception de l’architecture du system on chip et du software devront être réalisés ainsi que la vérification de leur bon fonctionnement sur banc de test.
Pour finir, afin d’automatiser le banc de test et de traiter les données, une phase de traitement, mise en forme et de validation des résultats sera effectuée.

Compétences/Skills

Ce stage est envisagé pour un étudiant en dernière année (bac+5) Le stagiaire devra répondre aux critères suivants : • Autonomie, curiosité, bonne communication. • Bonne capacité à travailler en équipe.

Logiciels

• Programmation en langage C ou C++, Python ou Labview. • Connaissances en design FPGA avec le langage VHDL.
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Modélisation d’un pixel a puit quantique
Modelling a quantum well pixel

Spécialité

Microlélectronique

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

01-05-2019

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

FOURCHES Nicolas
+33 1 69 08 61 64

Résumé/Summary

De nouveau pixels a puit quantique ont été proposée. [1][2] et simulée. Il sera demandé de faire une modélisation physique analytique de la structure proposée, à partir des propriétés des puits quantiques.
Pixels with quantum well version have been already proposed [1][2] and simulated. The successful candidate will contribute by making an analytical model of the proposed structure, starting from the properties of quantum wells

Sujet détaillé/Full description

Ce sujet s’insère dans les développements de détecteurs à matrice de pixels pour la physique des particules en particulier pour le futur ILC (International Linear Collider). De nouveau pixels sont nécessaires et une version a puit quantique a été proposée et simulée. Il sera demandé de faire une modélisation physique analytique de la structure, à partir des propriétés des puits quantiques. Si la durée du stage le permet des mesures sur une structure physique en cours de réalisation seront abordées. Les outils de simulation TCAD seront aussi être utilisés.

[1]” Ultimate Pixel Based on a Single Transistor With Deep Trapping Gate”, Nicolas T. Fourches, IEEE Trans. On Elec. Dev.”, Vol.64, Issue. 4, (2017)1619, http://doi.org/10.1109/TED.2017.2670681
[2] Nicolas Fourches, D. Desforge, M.Kebbiri, V.Kumar, Y.Serruys,G. Gutierrez,F. Leprêtre F.Jomard Talk given at the 11th International Conference On Position Sensitive Detector, Milton Keynes, UK, September 2017, http://arxiv.org/abs/1708.08330v2 , N. Fourches et al 2018 JINST 13 C01011,
https://doi.org/10.1088/1748-0221/13/01/C01011


This internship subject will be devoted to some of the developments of pixel array detectors for particle physics, especially for the future International Linear Collider (ILC). New pixels are needed and a quantum well version has been already proposed and simulated. The successful candidate will contribute by developing an analytical physical model of the proposed structure, starting from the properties of quantum wells. If a physical structure under fabrication is then available then measurements may follow. Some TCAD (Technological Computer Aided Design) simulation tools may also be used.

[1]” Ultimate Pixel Based on a Single Transistor With Deep Trapping Gate”, Nicolas T. Fourches, IEEE Trans. On Elec. Dev.”, Vol.64, Issue. 4, (2017)1619, http://doi.org/10.1109/TED.2017.2670681
[2] Nicolas Fourches, D. Desforge, M.Kebbiri, V.Kumar, Y.Serruys,G. Gutierrez,F. Leprêtre F.Jomard Talk given at the 11th International Conference On Position Sensitive Detector, Milton Keynes, UK, September 2017, http://arxiv.org/abs/1708.08330v2 , N. Fourches et al 2018 JINST 13 C01011,
https://doi.org/10.1088/1748-0221/13/01/C01011


Mots clés/Keywords

mecanique quantique, physique du solide
microelectronics, quantum mechanics, solid state physics

Compétences/Skills

simulations, TCAD , electrical measurements
simulations, TCAD , electrical measurements

Logiciels

english , french, TCAD
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Simulations Monte Carlo de tomographie muonique à l'aide de détecteurs Micromegas pour les applications sociétales
Monte Carlo simulations of muon tomography using Micromegas detectors for societal applications

Spécialité

Instrumentation

Niveau d'étude

Bac+4

Formation

Master 2

Unité d'accueil

Candidature avant le

28-02-2019

Durée

5 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

ATTIE David
+33 1 69 08 11 14

Résumé/Summary

Les simulations Monte Carlo sont nécessaires pour estimer le potentiel de la tomographie muonique à répondre aux questions sociétales pour les applications industrielles. Le stage vise à développer et à simuler les muographies qui serait visibles par les instruments conçus par l’institut à partir de détecteur gazeux inventé au CEA
Monte Carlo simulations are essential to estimate the potential of muon tomography to answer social questions in industrial applications. This project expects devoloping the required simulation tools to simulate muographies, which would be visible by the instruments designed using gaseous detectors invented at CEA.

Sujet détaillé/Full description

• Contexte :
La tomographie muonique ou muographie est une technique d’imagerie pénétrante utilisant les muons, particules élémentaires issus de l’interaction des rayons cosmiques avec la haute atmosphère. Elle permet d’imager des objets de grande opacité (faible longueur de radiation) de manière non invasive et non destructive.
Ces particules interagissent avec la matière qu'elles traversent et peuvent être déviées ou absorbées. La reconstruction de leur trajectoire permet donc d’étudier et d'imager les milieux traversés. Depuis quelques années, grâce à l’évolution des technologies de détection, cette technique est en plein essor. Au CEA, la recherche et le développement des détecteurs gazeux pour la physique a permis aux détecteurs Micromegas (Micro Mesh Gaseous Structure), inventés à l’Irfu, de sortir pour la première fois des laboratoires dans le but de traquer les muons cosmiques dans divers endroits (le château d’eau de Saclay en 2015 et la pyramide de Khéops depuis 2016).
Suite aux résultats obtenus grâce aux télescopes conçus, construits et opérés par l’équipe de l’Irfu, l’intérêt pour cette technique ne cesse de croître chez les industriels, en particulier en France. Selon les applications, des études de simulation doivent être faite pour estimer l’aptitude de cette technique à répondre aux besoins exprimés.
• But :
L’objectif du stage est de mettre en place un outil de simulation Monte Carlo basé sur Geant4 (générateur de muon, propagation, modèle géométrique, détection et reconstruction) permettant d’obtenir une image représentative de celle fournit ou attendue par les instruments développés (télescope, chambre à projection temporelle ou TPC) par l’équipe de l’Irfu pour la muographie. Les simulations pourront alors être comparées à des données existantes, ce qui est nécessaire pour l’analyse des données.
• Le candidat :
Le candidat est un étudiant en Master ou en école d’ingénieur en physique, astrophysique ou traitement du signal.
• Context :
Muon tomography or muography is a penetrating imaging technique using muons, elementary particles from the interaction of cosmic rays with the upper atmosphere. It makes possible to image high opacity (low radiation length) objects in a non-invasive and a non-destructive way.
These particles interact with the material they pass through and they can be scattered or they can be absorbed. The reconstruction of their trajectory allow to study and to image the crossed mediums. In recent years, thanks to the evolution of detection technologies, this technique has become more and more attractive. At the CEA, the research and development of gaseous detectors for physics allowed Micromegas (Micro Mesh Gaseous Structure) detectors, invented at Irfu, to go out laboratories for the first time in order to track cosmic muons in various locations (the water tower of Saclay in 2015 and the pyramid of Cheops since 2016).
Following the results obtained with telescopes designed, built and operated by the Irfu’s team, this technique continues to increase the interest of manufacturers, particularly in France. Depending on the application, simulation studies are needed to estimate the ability of this technique to meet the expressed needs.
• Goal of the project:
The objective of this project is to implement a Monte Carlo simulation tool based on Geant4 (muon generator, propagation, geometric model, detection and reconstruction) to obtain an image allowing to obtain an image representative of the one given or expected by the instruments developed (telescope, temporal projection chamber or TPC) by the Irfu’s team for muography. Simulations can then be compared to real data, which is essential to perform the data analysis.
• Candidate:
The candidate should be a Master student or a student in Engineering School in physics, astrophysics or signal processing.

Mots clés/Keywords

Tomographie muonique, détecteur gazeux, détecteur Micromegas, TPC, chambre à projection temporelle, simulation Monte Carlo, Gean
Muon tomography, gaseous detector, Micromegas detector, TPC, time projection chamber, Monte Carlo simulation, Geant4

Compétences/Skills

Simulation Monte Carlo, analyse de données
Monte Carlo simulation, data analysis

Logiciels

C/C++, Geant4, ROOT, Garfield/Garfield++, Magboltz

 

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