Silicon Photomultiplier Research and Development Studies for the Large Size Telescope of the Cherenkov Telescope Array

The Cherenkov Telescope Array (CTA) is the the next generation facility of imaging atmospheric Cherenkov telescopes; two sites will cover both hemispheres. CTA will reach unprecedented sensitivity, energy and angular resolution in very-high-energy gamma-ray astronomy. Each CTA array will include four Large Size Telescopes (LSTs), designed to cover the low-energy range of the CTA sensitivity ($\sim$20 GeV to 200 GeV). In the baseline LST design, the focal-plane camera will be instrumented with 265 photodetector clusters; each will include seven photomultiplier tubes (PMTs), with an entrance window of 1.5 inches in diameter. The PMT design is based on mature and reliable technology. Recently, silicon photomultipliers (SiPMs) are emerging as a competitor. Currently, SiPMs have advantages (e.g. lower operating voltage and tolerance to high illumination levels) and disadvantages (e.g. higher capacitance and cross talk rates), but this technology is still young and rapidly evolving. SiPM technology has a strong potential to become superior to the PMT one in terms of photon detection efficiency and price per square mm of detector area. While the advantage of SiPMs has been proven for high-density, small size cameras, it is yet to be demonstrated for large area cameras such as the one of the LST. We are working to develop a SiPM-based module for the LST camera, in view of a possible camera upgrade. We will describe the solutions we are exploring in order to balance a competitive performance with a minimal impact on the overall LST camera design.Comment: 8 pages, 5 figures. In Proceedings of the 34th International Cosmic Ray Conference (ICRC2015), The Hague, The Netherlands. All CTA contributions at arXiv:1508.0589

Continuous glucose monitoring in pregnant women with type 1 diabetes (CONCEPTT): a multicentre international randomised controlled trial.

BACKGROUND: Pregnant women with type 1 diabetes are a high-risk population who are recommended to strive for optimal glucose control, but neonatal outcomes attributed to maternal hyperglycaemia remain suboptimal. Our aim was to examine the effectiveness of continuous glucose monitoring (CGM) on maternal glucose control and obstetric and neonatal health outcomes. METHODS: In this multicentre, open-label, randomised controlled trial, we recruited women aged 18-40 years with type 1 diabetes for a minimum of 12 months who were receiving intensive insulin therapy. Participants were pregnant (≤13 weeks and 6 days' gestation) or planning pregnancy from 31 hospitals in Canada, England, Scotland, Spain, Italy, Ireland, and the USA. We ran two trials in parallel for pregnant participants and for participants planning pregnancy. In both trials, participants were randomly assigned to either CGM in addition to capillary glucose monitoring or capillary glucose monitoring alone. Randomisation was stratified by insulin delivery (pump or injections) and baseline glycated haemoglobin (HbA1c). The primary outcome was change in HbA1c from randomisation to 34 weeks' gestation in pregnant women and to 24 weeks or conception in women planning pregnancy, and was assessed in all randomised participants with baseline assessments. Secondary outcomes included obstetric and neonatal health outcomes, assessed with all available data without imputation. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01788527. FINDINGS: Between March 25, 2013, and March 22, 2016, we randomly assigned 325 women (215 pregnant, 110 planning pregnancy) to capillary glucose monitoring with CGM (108 pregnant and 53 planning pregnancy) or without (107 pregnant and 57 planning pregnancy). We found a small difference in HbA1c in pregnant women using CGM (mean difference -0·19%; 95% CI -0·34 to -0·03; p=0·0207). Pregnant CGM users spent more time in target (68% vs 61%; p=0·0034) and less time hyperglycaemic (27% vs 32%; p=0·0279) than did pregnant control participants, with comparable severe hypoglycaemia episodes (18 CGM and 21 control) and time spent hypoglycaemic (3% vs 4%; p=0·10). Neonatal health outcomes were significantly improved, with lower incidence of large for gestational age (odds ratio 0·51, 95% CI 0·28 to 0·90; p=0·0210), fewer neonatal intensive care admissions lasting more than 24 h (0·48; 0·26 to 0·86; p=0·0157), fewer incidences of neonatal hypoglycaemia (0·45; 0·22 to 0·89; p=0·0250), and 1-day shorter length of hospital stay (p=0·0091). We found no apparent benefit of CGM in women planning pregnancy. Adverse events occurred in 51 (48%) of CGM participants and 43 (40%) of control participants in the pregnancy trial, and in 12 (27%) of CGM participants and 21 (37%) of control participants in the planning pregnancy trial. Serious adverse events occurred in 13 (6%) participants in the pregnancy trial (eight [7%] CGM, five [5%] control) and in three (3%) participants in the planning pregnancy trial (two [4%] CGM and one [2%] control). The most common adverse events were skin reactions occurring in 49 (48%) of 103 CGM participants and eight (8%) of 104 control participants during pregnancy and in 23 (44%) of 52 CGM participants and five (9%) of 57 control participants in the planning pregnancy trial. The most common serious adverse events were gastrointestinal (nausea and vomiting in four participants during pregnancy and three participants planning pregnancy). INTERPRETATION: Use of CGM during pregnancy in patients with type 1 diabetes is associated with improved neonatal outcomes, which are likely to be attributed to reduced exposure to maternal hyperglycaemia. CGM should be offered to all pregnant women with type 1 diabetes using intensive insulin therapy. This study is the first to indicate potential for improvements in non-glycaemic health outcomes from CGM use. FUNDING: Juvenile Diabetes Research Foundation, Canadian Clinical Trials Network, and National Institute for Health Research

Détection de rayons gamma cosmiques et potentiel de découvertes avec le spectromètre AMS-02

Le spectromètre magnétique AMS-02 sera installé sur la Station Spatiale Internationale en 2007 pour une durée minimale de 3 ans. Le rayonnement g du GeV au TeV est détectable au moyen du trajectomètre pour les g convertis en e+e- et du calorimètre électromagnétique pour les g non-convertis. Dans la première partie de cette thèse sont présentées la calibration et les performances du modèle d'ingénierie du calorimètre, résultant de l'analyse de données prises lors d'un faisceau-test mené au CERN en juillet 2002. Deux méthodes de calibrage, basées sur des Particules au Minimum d'Ionisation (MIPs) et sur des électrons d'une énergie nominale fixe, sont développées. Les performances déduites -linéarité, résolutions en énergie et angulaire, mesure de la longueur de radiation -sont comparées aux simulations Monte-Carlo. Dans la seconde partie de cette thèse, le potentiel de découverte pour l'astrophysique y est présenté. Des cartes d'observabilité du ciel sont construites pour un an de fonctionnement des détecteurs-y. L'acceptance du calorimètre est considérée a l'aide de simulations Monte-Carlo, les protons n'activant pas le système de dèclenchement charge et les g, non-convertis en e+e- arrivant sur le calorimètre. Des variables, basées sur la forme et la direction de la gerbe développée, sont construites et utilisées pour la discrimination g/proton. Une acceptance pour les g est trouvée et le flux de protons survivants compare au flux attendu de y diffus. Si l'on s'intéresse a une source ponctuelle, la mesure du fond-y, basée sur le déplacement du cône de détection autour de la source ponctuelle, permet la soustraction de ce dernier fond. Puis, pour le pulsar Vela, la possibilité de distinguer au bout d'un an avec le spectre g les mécanismes d'émission est estimée. Enfin le potentiel du calorimètre pour l'observation d'un signal g supersymétrique provenant du Centre Galactique est illustré avec divers jeux de paramètres, ce pour un ou dix an(s) de fonctionnement.Yet designed to measure charged component of the cosmic rays, the foreseen Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) could also release g-ray studies, in the energy range from GeV to TeV, using the tracker system, for y-rays converted in e+ e- pair, and the electromagnetic calorimeter. In the first part of the thesis are described the calibrations and the performances of the engineering model of the calorimeter, obtained from the analysis of data taken during a test-beam performed at CERN in July 2002. In the second part of the thesis, the AMS-02 discovery potential for g-astrophysics is presented. While exposure maps of the g-sky are computed for one year of data taking with the g-detectors, the acceptance of the calorimeter is obtained from Monte-Carlo simulations. The AMS-02 potential is then estimated for signals from the Vela pulsar and for some supersymmetric signals from the Galactic center.CHAMBERY -BU Bourget (730512101) / SudocSTRASBOURG-Bib.Central Recherche (674822133) / SudocSudocFranceF

Etude de la sensibilité de H.E.S.S.2 en dessous de 300 GeV et recherche indirecte de matière noire dans les données de H.E.S.S.

Le système de télescopes H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) est une expérience constituée de quatre imageurs Cherenkov atmosphériques destinés à observer les rayons gamma de plus de 100GeV et jusqu'à quelques dizaines de TeV. En 2012, une seconde phase de l'expérience consistera en l'ajout d'un cinquième télescope de 28 mètres de diamètre au centre du système existant. Au seuil de déclenchement, les événements ne seront visibles que par ce grand télescope, une nouvelle méthode de reconstruction est proposée. A l'aide de plusieurs réseaux de neurones, l'énergie de gerbes électromagnétiques est bien reconstruite avec une discrimination du fond hadronique efficace à partir de 30 GeV. A basse énergie, la sensibilité totale permettra de détecter une source de quelques pourcent du Crabe en 50 heures. Cette méthode est testée sur les données de H.E.S.S. et s'avère compétitive; une extension est présentée pour les événements stéréoscopiques. Les tests mis en place pour l'étalonnage des photomultiplicateurs sont présentés ainsi que les résultats obtenus. Un modèle de propagation de rayons cosmiques a été développé pour étudier l'émission du fond diffus gamma. La méthode de génération des cartes est décrite jusqu'à leur établissement. Dans le cas de H.E.S.S., j'ai estimé les sensibilités pour les comparer aux flux prédits par la modélisation. La galaxie naine sphéroïdale du Sagittaire a été étudiée comme source présumée de matière noire. Les sensibilités de détection ont été améliorées. Aucun excès d'événements notable n'a été observé.The H.E.S.S. telescope (High Energy Stereoscopic System) is an experiment of four imaging Cherenkov Telescope looking on gamma rays from 100GeV to 100TeV. In 2012, the experiment will be upgrades in a second phase with a fifth telescope of 28 m of diameter in the center of the existing system. At the threshold of 15 GeV, electromagnetic shower will be detected only by this big telescope so a new data analysis is needed. A new method based on a multidimensional analysis has been developed. Therefore, the energy of electromagnetic shower is well reconstructed with a good discrimination down to 30 GeV. At low energy, the sensitivity will be at few percent of the Crab in 50 hours. This new method has been tested on H.E.S.S. data and is very competitive with respect to the other energy reconstruction methods; an extension for stereoscopic events is also shown. The calibration processes and the results of tests of photomultipliers are described. A propagation model of cosmic rays has been developed to study diffuse gamma ray emission. Protons and helium nuclei have been propagated in the galaxy to estimate the emission of neutral pion decays after an interaction with the interstellar medium. The map production is described form the beginning to the end. I have estimated the sensitivity of H.E.S.S. to the prediction of the model. The Sagittarius dwarf galaxy is study as a dark matter dominated object. I used the most efficient analysis of the H.E.S.S collaboration and decomposed the data as a function of the zenith angle to decrease the energy threshold.CHAMBERY -BU Bourget (730512101) / SudocSudocFranceF

Recherche indirecte et inclusive de matière noire avec le spectromètre spatial AMS02

AMSO2 est un détecteur de physique des particules destiné a 3 ans de prise de données sur la Station Spatiale lnternationale. II perrnettra de mesurer simultanément les flux de rayons cosmiques chargés et de photons entre 1 GeV et 1 TeV, avec une grande capacité d'identification grâce a des sous-détecteurs spécifiques: un compteur de temps de vol, un détecteur à rayonnement de transition, un trajectographe au Silicium entoure d'un aimant supra-conducteur, un compteur Cerenkov et un calorimètre électromagnétique. Le Ecal fait l'objet d'études detaillées, avec la qualification d'un système autonome de déclenchement de l'acquisition dédié a l'astronomie gamma. La partie analogique du système de déclenchement a été testée sur banc et lors de deux tests en faisceau au CERN. La calibration en vol du calorimètre est étudiée, elle comprend deux volets : l'inter-calibration des canaux avec des protons au minimum d'ionisation et un étalonnage absolu avec des électrons. Dans les deux cas, de possibles procédures sont présentées, et les temps nécessaires a la calibration en vol sont calculés pour démontrer sa faisabilité. Une partie de cette thèse traite de la recherche indirecte de la matière noire et de la sensibilité d'AMSO2. Comptant pour 84% de la masse de l'Univers, la matière noire pourrait consister en de nouvelles particules. Agglomérées dans notre Galaxie, elles pourraient constituer une source exotique de rayons cosmiques primaires. Un outil de calcul numérique est développé pour la prédiction des flux exotiques dans Ie cadre de la supersymétrie et de modèles a dimensions supplémentaires. Des études phénoménologiques concernant l'amplification du signal en présence de zones à haute densité de matière noire sont menées. Enfin, les outils développés sont utilisés pour estimer la sensibilité d'AMSO2, en particulier pour quantifier sa capacité a reconstruire l'état final d'annihilation en combinant les canaux, et ainsi remonter au modèle de nouvelle physique.AMSO2 is a particle physics detector designed for 3 years of data taking abroad the International Space Station. Equipped with a superconducting magnet, it will measure gamma and cosmic ray fluxes from GeV to TeV with high particle identification capabilities thank to specific sub-detectors: a Time-Of-Flight counter, a Transition Radiation Detector, a Silicon Tracker, a Ring Imaging CHerenkov coooter and an Electromagnetic calorimeter. The Ecal is studied in details, in particular with the qualification of a stand-alone trigger devoted to gamma ray astronomy. The analogical part of the trigger system has been tested with test benches and in beam at CERN. The in-orbit calibration of the Ecal is studied, it may proceed in two steps. First, the Ecal cells responses have to be equalized with minimum ionizing particles data. Then an absolute calibration can be performed with cosmic electrons. For both the relative and the absolute calibration, possible procedures are defined and realistic calibration times are estimated. The second part deals with the indirect searches for dark matter and the study of the AMSO2 sensitivity. Dark matter stands for 84% of the Universe mass and could consist in new particles which can be naturally predicted by new physics beyond the Standard Model, like supersymmetry or extra space-time dimensions. Dark matter particles annihilations may become observable exotic primary cosmic ray sources. A numerical tool allowing to perform predictions for these exotic fluxes within supersymmetry or extra-dimension is developed and is presented in details. Phenomenological studies regarding possible enhancements of these signals by over- dense regions of the halo have also been handled. The generator is eventually used to estimate AMSO2 sensitivity to dark matter signals and its capability to reconstruct the annihilation final state and thus the underlying new physics modelsCHAMBERY -BU Bourget (730512101) / SudocSTRASBOURG-Bib.Central Recherche (674822133) / SudocSudocFranceF

L'astronomie g de très haute énergie avec H.E.S.S. (Développement d'une analyse multi-variables et application à l'étude de nébuleuses de pulsar)

L'expérience H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) a pour objectif l'observation du ciel austral en rayons g de très haute énergie. L'observatoire, constitué de quatre télescopes fonctionnant en stéréoscopie et situé en Namibie, est un des plus performants au monde. Enregistrant des données depuis 2003, c'est l'instrument idéal pour l'observation du plan galactique et la détection des nombreuses sources qui s'y trouvent. Trois méthodes d'analyse ont été mises en place, s'appuyant sur différentes propriétés des gerbes électromagnétiques issues de l'interaction des g avec l'atmosphère. L'objectif premier de cette thèse était de combiner les informations issues de ces trois méthodes pour la sélection des événements et la reconstruction de la direction et de l'énergie des gamma. La nouvelle analyse, appelée Xeff, apporte un gain significatif sur la qualité de la sélection et sur la précision de reconstruction de l'énergie et de la direction. L'analyse Xeff a été utilisée pour l'étude de nébuleuses de pulsar telles que Vela X, GO.9+0.1 et MSH 15-52. De nouveaux résultats ont été mis en évidence concernant l'extension de la source (Vela X) ou la forme spectrale (GO.9+0.1 et MSH 15-52) grâce à de nouvelles observations et à l'efficacité de l'analyse mise en place. Dès 2010, l'expérience rentrera dans une nouvelle phase avec l'achèvement d'un cinquième télescope, dédié à l'observation des rayons gamma à partir de quelques dizaines de GeV. Les tests mis en place pour l'étalonnage des photomultiplicateurs et les résultats obtenus sont décrits dans le manuscrit.H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) is one of the leading systems of four Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes that investigates very high energy (VHE) cosmic g-rays in the 100 GeV to 100 TeV energy range. H.E.S.S. is located in Namibia, near the Gamsberg mountain and operational since December 2003. The H.E.S.S. experiment is mainly aimed to the observation of the southern sky including the galactic plan and the numerous astrophysics sources therein. Three analysis methods have been developed using various properties of the electromagnetic showers generated by the interaction of primary cosmic g-rays within the Earth atmosphere. The first goal of this thesis was to combine the information from these methods for the selection and the energy and direction reconstruction of g-ray events. The new analysis called Xeff improves significantly the quality of the selection and the precision of the reconstruction. This analysis has been afterwards applied to the study of pulsar wind nebulae like Vela X, GO.9+0.1 and MSH 15-52. New results were found concerning the source extension (Vela X) or spectral analysis (GO.9+0.1 and MSH 15-52) at TeV energies, thanks to additional data and to the improved efficiency of the new method. In 2010, a new phase will begin with the achievement of a fifth telescope dedicated to g-ray observation from tens GeV. The calibration processes of the photomultipliers equipping the camera of the new telescope, as well as the results of the tests, are also described in this thesis.CHAMBERY -BU Bourget (730512101) / SudocSudocFranceF

Présentation générale

Defalvard Hervé, Diatkine Sylvie, Diatkine René, Rosier Michel. Présentation générale. In: Cahiers d'économie politique, n°19, 1991. Le marché chez Adam Smith, sous la direction de Hervé Defalvard, Sylvie Diatkine, Daniel Diatkine et Michel Rosier. pp. 1-3

Présentation générale

Defalvard Hervé, Diatkine Sylvie, Diatkine René, Rosier Michel. Présentation générale. In: Cahiers d'économie politique, n°19, 1991. Le marché chez Adam Smith, sous la direction de Hervé Defalvard, Sylvie Diatkine, Daniel Diatkine et Michel Rosier. pp. 1-3