Projet de recherche IM/RT/23/LEANI (Action de recherche IM)
L'observatoire de neutrinos IceCube, enfoui dans la glace du pôle Sud, a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'Univers. En parallèle à l’étude des phénomènes astrophysiques les plus énergétiques avec la lumière, IceCube a démontré que les blazars, les galaxies de Seyfert et même notre propre galaxie peuvent être observés à l'aide de neutrinos, les particules les plus insaisissables découvertes à ce jour.
Malgré plus d’une décennie d’exploitation, IceCube n’a pas encore pleinement élucidé l’origine des neutrinos astrophysiques de haute énergie. Alors que de nouveaux instruments sont prévus pour augmenter la taille d'IceCube ou rechercher des neutrinos à des énergies encore plus élevées pour résoudre la question, LEANI examinera les 15 années de données sous un angle différent.
LEANI travaillera sur trois axes différents vers la compréhension de l’origine des neutrinos astrophysiques :
- Développement d'une nouvelle analyse des données IceCube à l'aide d'un système d'acquisition, HitSpooling, qui nous permet de sauvegarder chaque interaction de neutrinos se produisant dans la glace entourant l'observatoire, abaissant ainsi le seuil d'énergie actuel pour la détection individuelle de neutrinos au pôle Sud. Cette tâche ambitieuse extraira les neutrinos de l’important bruit de fond provenant de la glace et du détecteur lui-même à l’aide de techniques avancées d’apprentissage automatique non supervisé. En parallèle, nous solliciterons l’aide de scientifiques citoyens, car l’œil humain peut identifier des caractéristiques des données qu’une machine ne verrait pas. Les résultats des deux approches différentes seront rassemblés pour créer la nouvelle façon d'analyser les données IceCube.
- Cette nouvelle approche permettra à IceCube d'être sensible du MeV au PeV, couvrant plus de 10 ordres de grandeur en énergie. Cependant, les analyses actuelles ciblent chaque bande d’énergie indépendamment. Le deuxième objectif de LEANI est de combiner les observations de chaque bande d’énergie de manière cohérente, offrant ainsi une sensibilité sans précédent. Pour illustrer la méthode, LEANI créera le premier catalogue de distributions d'énergie des neutrinos à partir de fusions binaires compactes.
- LEANI préparera enfin l'observation avec la prochaine génération de télescopes à neutrinos au pôle Sud en capitalisant sur les connaissances acquises sur le bruit de fond provenant de la glace et du détecteur lui-même isolé lors de la nouvelle analyse développée dans le premier axe.
LEANI devrait faire un grand pas en avant dans la manière dont les données astrophysiques sur les neutrinos sont traitées et combinées.
