Une nouvelle fenêtre d&aposobservation en Astronomie et Astroparticules : CODALEMA, un détecteur d'impulsions radio-électriques – CODALEMA

Motivation : - La connaissance de la nature et de la source des rayons cosmiques est au centre des préoccupations de l'astrophysique des très hautes énergies. La caractérisation de ces rayons cosmiques, par la détection des gerbes atmosphériques qu'ils induisent, nécessite la mesure simultanée de plusieurs paramètres, avec une grande statistique. La radiodétection impulsionnelle, associée ou non à d'autres méthodes (détecteurs de particules au sol, Fluorescence et/ou lumière Cherenkov), devrait fournir, par ses potentialités, une contribution majeure et déterminante en performance (cycle utile, énergie, direction, nature des primaires) et en coût dans la prochaine génération de détecteurs. - Après une phase d'évaluation de cette technique de détection en 2003-2004 à Nançay, la finalisation opérationnelle de cette méthode, que l'on propose sur le même site, nécessite maintenant une démonstration à une échelle compatible avec celle des grands projets où elle pourrait être exploitée intensivement (projet Auger Nord, en particulier). - - Objectifs: - 1.Finaliser un nouvel outil de mesure des grandes gerbes cosmiques atmosphériques utilisant l'analyse des formes d'ondes des transitoires radio-électriques associés. - Résultats attendus: Etalonnage en énergie de la méthodologie autour de 10^17eV. - Projection de la technique de 10^17 eV à 10^20 eV pour un futur détecteur géant. - Méthode: Mise en place d'un réseau de 20 antennes, actives à très larges bandes passantes (0.2-200 MHz), et autonomes pour constituer des réseaux étendus (km2); - Mise en place de 13 détecteurs de particules au sol pour valider, par une méthode déjà éprouvée, l'étalonnage en énergie de ce nouveau mode de détection entre 10^16 et 10^17 eV . - - Perspectives : - Si la méthode est maîtrisée, elle pourrait compléter les techniques utilisées à la fois en Astroparticules (cf. HESS, le projet AUGER-Nord: 10^4 km2, 10^4 antennes) et en Radioastronomie (cf. les projets de réseaux géants d'antennes phasées: LOFAR, SKA). Le champ d'application pourrait s'élargir vers la détection des rayons cosmiques et des neutrinos atmosphériques depuis le domaine d'énergie du genou jusqu'au delà de la coupure GZK, et vers la discipline naissante de la radioastronomie impulsionnelle (ARECIBO). - - Objectifs complémentaires : - 2.Exploration des potentialités d'une radio astronomie impulsionnelle (réseau phasé numériquement) avec un déclenchement sélectif et s'appuyant sur les techniques développées pour la mesure des gerbes cosmiques. - Résultats attendus: Cartographie du ciel impulsionnel : signaux issus d'objets astrophysiques magnétisés à rayonnement non thermique (planètes, étoiles actives, pulsars...) - Etude des signaux atmosphériques (esprits, elfes, ...). - Savoir faire sur les réseaux géants numériquement phasés (LOFAR, SKA). - Méthode: Remplacement de l'électronique classique du réseau décamétrique de Nançay par de l'électronique numérique impulsionnelle permettant l'analyse des formes d'ondes à très large bande (1-100 MHz).