Le modèle standard de la physique des particules laisse ouvertes de nombreuses questions au premier plan desquelles une description attendue de 95% du contenu en énergie de l’Univers, sous forme d’énergie et de matière noires. Une autre grande question est le lien entre les trois interactions fondamentales décrites par le modèle standard de la physique des particules et la quatrième, la gravité, décrite par un formalisme incompatible, celui de la relativité générale. Le DPhP aborde ces questions en s’impliquant en cosmologie sous les angles de la cosmologie (DESI), de l’astronomie gamma de très haute énergie (CTA), de la recherche d’axions (GLEAD) et de la détection des ondes gravitationnelles (LISA).
Le DPhP aborde la cosmologie sous les angles de la formation des grandes structures et du fond cosmologique micro-ondes (CMB). Les relevés spectroscopiques à grande échelle fournissent des cartes 3D de l’Univers, permettant d’étudier l’agrégation de la matière sur plus de 12 milliards d’années. Ces relevés donnent accès à deux effets physiques : les oscillations acoustiques baryoniques (BAO) et les distorsions de l’espace de redshift (RSD), afin de dévoiler le mystère de l’énergie noire et d’étudier les effets de la gravité à des distances cosmologiques. Côté CMB c’est sa polarisation qui intéresse les physiciens. Outre l’étude de la matière noire et de l’énergie noire, ces mesures CMB permettront de rechercher les signatures des ondes gravitationnelles primordiales, signature de l’inflation, et contribueront à contraindre les masses des neutrinos.
Les sources astrophysiques transitoires pour la plupart émettent un rayonnement électromagnétique sur tout le spectre, ainsi que d’autres messagers cosmiques tels que les neutrinos, les ondes gravitationnelles ou les rayons cosmiques chargés. Au cours des dernières années, le domaine de l’astrophysique transitoire, et en particulier celui de l’astrophysique multimessagère, a connu des progrès et des avancées considérables. L’IRFU est à la pointe de ce nouveau domaine : détection des phénomènes transitoires à l’aide de détecteurs terrestres et spatiaux de tous les messagers cosmiques, tels que les radiotélescopes comme l’observatoire de Nançay, les satellites comme SVOM, et le télescope à neutrinos ANTARES, ou la mission LISA dans le futur ; observations de suivi des événements transitoires à travers le spectre électromagnétique à l’aide d’observatoires terrestres tels que H.E.S.S. et CTA, mais aussi des plateformes dédiées telles qu’Astro-COLIBRI.
Les groupes
-
Le groupe Astronomie gamma de haute énergie du DPhP étudie les phénomènes les plus extrêmes de l’Univers. Ces sources peuvent être le voisinage d’objets compacts tels que trous noirs et étoiles à neutrons ou des structures cosmiques denses où des particules de matière noire pourraient s’annihiler. Le groupe utilise des télescopes Cherenkov au sol pour…
-
Le DPhP possède une longue expérience dans les observations multi-messagers et a intensifié ses contributions ces dernières années. Un exemple marquant est sa participation au système d’alertes TAToO du télescope à neutrinos ANTARES, qui permettait d’analyser en temps réel le flux de données, d’identifier les événements énergétiques significatifs et d’envoyer automatiquement des alertes aux observatoires…
-
Les activités en cosmologie du DPhP utilisent différentes sondes pour contraindre le contenu énergétique de l’univers: les oscillations baryoniques acoustiques (BAO) avec une participation aux…
-
Les axions sont des particules qui permettent de résoudre le problème de CP fort d’ajustement fin de la chromodynamique quantique qui, en toute généralité, ne devrait pas respecter la symétrie CP. Produits de façon non thermique dans l’univers primordial, ils sont d’excellents candidats à la matière noire (DM) froide, malgré des masses attendues de l’ordre…
-
LISA (Laser Interferometer Space Antenna) est une mission spatiale de l’Agence Spatiale Européenne visant à détecter des ondes gravitationnelles (OG) de basse fréquence, entre 0,02 mHz et 1 Hz. LISA est constituée de trois satellites formant un triangle quasi-équilatéral de 2,5 millions de km de côté, échangeant des faisceaux laser pour mesurer des variations de…
