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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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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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Vers des performances ultimes du détecteur Micromegas

Spécialité

Physique corpusculaire des accélérateurs

Niveau d'étude

Bac+3

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

11-01-2019

Durée

6 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

FERRER-RIBAS Esther
+33 1 69 08 38 52

Résumé/Summary

Les détecteurs Micromegas sont utilisés largement dans les expériences de physique de particules et physique nucléaire. L’Irfu est impliqué dans des expériences telles qu’ATLAS-NSW (Cern) et CLAS12 (Jefferson Laboratory) mais également dans le recherche et développement générique pour continuer à innover dans les détecteurs du futur. Dans ce but, nous avons développé un outil, avec précision micrométrique, qui nous permet d’optimiser de façon indépendante les paramètres importants d’un détecteur Micromegas.. Le stagiaire devra optimiser la performance des détecteurs pour différents mélanges gazeux. Il effectuera des mesures de gain et résolution en énergie. Il effectuera également des mesures d’« ion back flow » avec différentes configurations qui sont cruciales pour les futures chambres de projection temporelle pour des expériences telles que SPHENIX ou l’ILC.

Sujet détaillé/Full description

Les détecteurs Micromegas (Micro Mesh Gaseous Structure) sont des détecteurs gazeux inventés au milieu des années 90 par un groupe de physiciens du CEA-Saclay en collaboration avec Georges Charpak (prix Nobel de physique en 1992). Les chercheurs du Cern et du CEA/Irfu travaillent depuis plus de 15 ans sur ces détecteurs et sur l'optimisation de leurs performances dans différents environnements : en physique de particules (par exemple sur l’expérience ATLAS au Cern), en physique nucléaire ou encore au sur des expériences d’astroparticules, en particulier, sur la détection d'évènements rares comme les Weakly Interacting Particles (WIMPs) ou les Axions, tous les deux candidats à la matière noire de l'Univers.
Nous avons développé un outil, avec précision micrométrique, qui nous permettra d’optimiser de façon indépendante les deux espaces importants dans un détecteur Micromegas : l’espace d’amplification et l’espace de dérive. D’abord, l’étudiant étudiera le comportement pour différents jeux de paramètres. Il/elle pourra s’aider des simulations pour l’optimisation. Il participera également à la fabrication et à la mise en place du protocole de tests et à l'analyse de données. Il/elle mettra en place un système pour effectuer des mesures nouvelles sur l’ion back flow avec différentes configurations. Il/elle aura en charge le dispositif expérimental constitué d'une chambre pour accueillir des détecteurs avec l'électronique et système d'acquisition associés pour effectuer des mesures de gain et résolution en énergie et pour optimiser la performance des détecteurs.
Le stagiaire intègrera l'équipe internationale R&D Micromegas de l'IRFU composée de physiciens, d'ingénieurs et techniciens spécialisés dans les domaines de la conception et le développement de systèmes de détection de particules (mécanique, électronique intégrée et temps réel, mesures physiques, et analyse de données de tests)
Ce stage donnera lieu à des mesures originales effectuées pour la première fois qui permettront de mieux comprendre le détecteur et seront de grande utilité pour de futures applications.

Mots clés/Keywords

Instrumentation, détecteurs gazeux, détecteurs Micromegas

Compétences/Skills

Mesures expérimentales sur prototypes avec des rayons cosmiques et des sources radioactives, traitement des données avec le logiciel ROOT. Simulations avec le logiciel COMSOL, GARFIELD++

 

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