Speranta – Maria Popescu (Louisiana State University)

Le système climatique joue un rôle important dans la distribution d’énergie thermique à la surface de la terre et reflète l’interaction complexe entre l’atmosphère, les océans et les masses continentales en réponse à l’insolation. Ces échanges thermiques sont dépendants de plusieurs facteurs comme l’activité magnétique du Soleil, la position de la Terre dans le système solaire, la distribution géographique des continents, la position géographique du site étudié.

Dans le domaine continental, la végétation s’avère très sensible aux variations climatiques, qui seront marquées par des changements dans la diversité végétale. Ainsi les phases de refroidissement climatique seront marquées par le développement d’une végétation ouverte en opposition des phases de réchauffement caractérisées par le développement de la végétation forestière.

L’analyse pollinique permet aussi d’identifier l’impact du forçage astronomique (excentricité, obliquité, précession, demi-précession) et solaire (cycles de Schwabe, Hale et Gleissberg) sur la végétation, et de parvenir à des reconstitutions paléoclimatiques via les fonctions de transfert.

Des modèles climatiques permettent une visualisation à l’échelle globale et(ou) régionale des variations de température et précipitations ainsi que de la couverture végétale à un moment donné. Les enregistrements obtenus dans le registre fossile doivent donc être perçus comme une contribution très forte dans la validation des modèles.

Thin and thick disk kinematics with RAVE and the solar motion
Stefano Pasetto (University of Heidelberg)

I present some preliminary results on the kinematic analysis of the Galactic thin and thick disk based on RAdial Velocity Experiment (RAVE). Thin and thick disk components of the Milky Way, considered as distinct entities, are disentangled from a two-component mixture with a method based on matrix decomposition. The prospects and limitations of this method are currently under investigation and explored with and without the use of photometric distances and proper motions. We deduced the components of the solar motion relative to the Local Standard of Rest in the radial and vertical direction as well as the components of the velocity dispersion tensor for the thin and thick disk in the meridional plane.

Status on the Transversity parton distribution : the dihadron fragmentation functions way
Aurore Courtoy (INFN-Sezione di Pavia)

Dihadron fragmentation functions describe the probability that a quark fragments into two hadrons plus other undetected hadrons. In particular, the so-called interference fragmentation functions describe the azimuthal asymmetry of the dihadron distribution when the quark is transversely polarized. They can be used as tools to probe the quark transversity distribution in the nucleon. We will present recent studies on unpolarized and polarized dihadron fragmentation functions. We will then discuss their relevance in the observations of the transversity parton distribution function based on an analysis of pion-pair production in deep inelastic scattering off transversely polarized targets.

Dark matter stability from non-Abelian discrete flavor symmetries
Eduardo Peinado (AHEP-IFIC Valencia)

The existence of non-baryonic Dark Matter (DM) is well established by cosmological and astrophysical probes. However, despite the great experimental efort over many years, its nature still remains elusive. Elucidating the long-standing puzzle of the nature of dark matter constitutes one of the most important challenges of modern cosmology and particle physics.

We suggest that the same non-abelian discrete flavor symmetry which accounts for the observed pattern of neutrino oscillations, spontaneously breaks to a Z2 subgroup which renders DM stable. The simplest scheme leads to a scalar doublet DM potentially detectable in nuclear recoil experiments, inverse neutrino mass hierarchy, hence a neutrinoless double beta decay rate accessible to upcoming searches, while the reactor angle is zero, gives no CP violation in neutrino oscillations.

Abelian symmetries in multi-Higgs-doublet models
Venus Ebrahimi-Keus (IFPA, ULg)

The CMS ridge effect: A manifestation of quantum entanglement?
Igor Cherednikov (Universiteit Antwerpen)

The origin of the long-range rapidity correlations between pairs of charged particles, produced in the collisions of hadrons at high energy (the CMS ridge effect) can be attributed to quantum entanglement. We argue that the observed correlations can be understood in terms of non-local interactions of path-dependent phase factors that include the effect of the primordial separation of a charged particle from its partner with the opposite polarity. Phase factors also enter the definition of the transverse-momentum dependent parton densities used in the factorization formulas for semi-inclusive processes in QCD.

Cosmic ray signatures of dark matter decay
Alejandro Ibarra (Technische Universitat Munchen)

Astrophysical and cosmological observations do not require the dark matter particles to be absolutely stable. If they are indeed unstable, their decay into Standard Model particles might occur at a sufficiently large rate to allow the indirect detection of dark matter through an anomalous contribution to the high energy cosmic ray fluxes. In this talk we discuss the implications of the excess in the total electron plus positron flux and the positron fraction recently reported by the Fermi and PAMELA collaborations, respectively, for the scenario of decaying dark matter. We also discuss the constraints on this scenario from measurements of other cosmic ray species and the predictions for the diffuse gamma ray flux.

La relation période-luminosité de miss Leavitt à Hipparcos
Maurice Gabriel (AGO)

Nous suivrons l’histoire de la calibration de la relation PL au cours du 20e siècle. Après sa découverte par miss Leavitt, Hertzsprung en effectue la première calibration dès 1913. Quelques années après, Shapley pousse celle-ci plus loin et l’utilise pour étudier la Galaxie. Sa calibration se maintiendra étonnamment jusque la fin des années quarante ; nous verrons pourquoi. En 1952, Baade publie la première grande révision de la calibration qui aboutit à doubler les distances dans l’univers. A partir de années cinquante, les observations sont essentiellement faite par photométrie, d’abord dans le système (U, B, V) et ensuite dans des systèmes multi-couleurs. C’est aussi pendant cette décennie que quelques céphéides sont découvertes dans des amas ouverts de la Galaxie et que Sandage introduit la relation période-luminosité-couleur. Pendant les décennies qui suivront l’effort se portera essentiellement sur l’amélioration des corrections dues à l’absorption et au rougissement interstellaires. Finalement, Hipparcos permettra l’utilisation des parallaxes annuelles de 223 céphéides pour la calibration. A l’heure actuelle, on peut espérer que les coefficients de la relation PL sont connus avec une précision de l’ordre de 0,01 mag.

Star and Planet Formation in Extreme Conditions: Life in Cygnus OB2
Nick Wright (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA)

Cygnus OB2 is the most massive young stellar association within 2kpc, containing at least 65 O-type stars and a total mass of ~30,000 Msun. Its proximity provides a unique glimpse into star formation at the largest of scales: the extreme physical conditions induced by the proximity of thousands of massive stars, and the large spatial scales under which the star formation process takes place. It represents a vital stepping stone between studies of nearby regions such as Orion and the distant super-star clusters that dominate starburst galaxies.

I will present results from the recent Chandra Legacy Survey of Cygnus OB2, which has produced a catalog of ~10,000 young stars with well-defined completeness limits. Results from these and other multi-wavelength observations are helping us understand how the fundamental products of star formation vary in these massive regions. I will also discuss a follow-up radial velocity survey of the association that will not only reveal the current dynamical state of the association, but also probe the formation and eventual dissolution of such massive star forming regions.

Ultrahigh-energy neutrino-nucleon deep-inelastic scattering and the Froissart bound
Alexei Illarionov (Trento University)

We present a simple formula for the total cross section sigma^ of neutral- and charged-current deep-inelastic scattering of ultrahigh-energy neutrinos on isoscalar nuclear targets, which is proportional to the structure function F_2^(M_V^2/s, M_V^2), where M_V is the intermediate-boson mass and s is the square of the center-of-mass energy. The coefficient in the front of F_2^(x, Q^2) depends on the asymptotic low-x behavior of F_2^. It contains an additional ln(s) term if F_2^ scales with a power of ln(1/x). Hence, an asymptotic low-x behavior F_2^ propto ln^2(1/x), which is frequently assumed in the literature, already leads to a violation of the Froissart bound on sigma^.

Generation of high-energy photons with non-zero orbital angular momentum by Compton backscattering
Valery Serbo (Novosibirsk State University)

Usually, photons are described by plane waves with a definite 4-momentum. In addition to plane-wave photons, "twisted photons" have recently entered the field of modern laser optics; these are coherent superpositions of plane waves with a defined projection hbar*m of the orbital angular momentum onto the propagation axis, where m is integer. We show that it is possible to produce high-energy twisted photons by Compton backscattering of twisted laser photons off ultra-relativistic electrons. Such photons may be of interest for experiments related to the excitation and disintegration of atoms and nuclei, and for studying the photo-effect and pair production off nuclei in previously unexplored experimental regimes.

Dispersion relations for high-energy forward scattering amplitudes
Evgenij Martynov (Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, Kiev, Ukraine)

Clumping and Porosity in Massive Star Winds, and How They Affect the Observed X-ray Emission
David Cohen (Department of Physics and Astronomy, Swarthmore College, Pennsylvania, USA)

There is now a widespread realization that all hot, massive star winds are clumpy -- that is, they are characterized by density inhomogeneities. Clumping affects all density-squared diagnostics, including H-alpha and IR/radio free-free, and recent analyses of massive star winds that account for clumping have led to a downward revision in the observationally inferred mass-loss rates of these stars. The density-squared effect does not depend at all on the size scale of the clumps, only on their density contrast, as long as the clumps are optically thin. But another effect -- porosity -- may be important in clumped winds if the individual clumps are optically thick. Porosity enhances the escape of X-ray photons through the low-density interclump channels, and has been invoked as an explanation for the observed low level of X-ray absorption in O star winds. However, in this talk I will show that the observed X-ray spectra -- both broadband SEDs and the profiles of individual lines -- are consistent with the observed H-alpha emission in the context of modestly lower mass-loss rates, without having to invoke any porosity effects. And furthermore, I will show how porosity due to flattened clumps imparts a characteristic emission bump at the line-center of X-ray emission lines, for which there is no evidence in the data

Unveiling the Ultra-High-Energy Universe with the JEM-EUSO mission
Andrea Santagelo (University of Tuebingen, Germany)

After fifty years from their discovery, the nature, the origin, the propagation to Earth of the Ultra High Energy Cosmic Rays (cosmic particles with energy in excess of 5x10^19 eV) lie still in the dark. In my talk I will first discuss the science case at the base of the exploration of the Ultra High Energy Universe, presenting all findings and contradictions of the current observational scenario. I will then present the new experimental efforts in the field, focusing on the science requirements, the expected performances and the instrumental aspects of the challenging JEM-EUSO mission: the Extreme Universe Space Observatory onboard the JEM module of the International Space Station.

Où sont les extraterrestres ?
Pierre Magain (AGO)

Des programmes SETI aux recherches d’exoplanètes habitables, du mythe des canaux de Mars aux petits hommes verts, les extraterrestres ne cessent de hanter notre imaginaire. Quel astronome ne rêverait de devenir le découvreur d’une vie extraterrestre ? Mais d’aucuns leur diront que nul n’est besoin d’aller chercher aussi loin, puisque de multiples indices montrent que les extraterrestres nous rendent visite. OVNI, crop circles, contactés, vestiges archéologiques – sans oublier notre fameuse « vague belge » - ne sont-ils pas autant de preuves que nous sommes visités ? Alors, scientifiques aveugles ou mythe moderne ? Ce séminaire vous proposera une excursion ludique dans un univers aux limites de la science et de la fantasmagorie.

Maurice Gabriel (AGO)

Je vous propose deux séminaires consacrés à l’évolution de notre vision de l’univers depuis Newton jusque la fin des années 1930.

Dans ce premier exposé nous partirons des conceptions de Newton qui conduisent à la catastrophe gravitationnelle. Au 18e siècle, ce sont surtout des « philosophes » tels que Wright, Kant et Lambert qui ont discuté la structure de l’univers. Dans la seconde partie du 18e et au 19e siècle les astronomes découvrent les nébuleuses dont l’interprétation leur pose pas mal de problèmes. Ils abordent également l’étude de la structure de la Voie lactée par des méthodes basées sur les comptages d’étoiles. Ces travaux commencent avec William Herschel (dont tout le monde connaît le travail, mais généralement très mal) et sont poursuivis par Seeliger et quelques autres pour trouver leur couronnement avec l’œuvre de Kapteyn au début du 20e siècle.

Nous décrirons les méthodes suivies dans ces travaux et la vision de la Galaxie à laquelle ils ont conduit.

Kirill Semenov (IFPA, ULg, and École Polytechnique)

Further generalization of the concept of generalized parton distributions (GPDs) leads to introduction of baryon to meson transition distribution amplitudes (TDAs), non-diagonal matrix elements of nonlocal three quark operators between a nucleon and a meson states.

These non-perturbative objects appear as a building block in the collinear factorized description of amplitudes for a class of hard exclusive reactions prominent examples being hard exclusive pion electroproduction off a nucleon in the backward region and baryon-antibaryon annihilation into a pion and a lepton pair in the forward direction.

We discuss general properties of baryon to meson TDAs following from the underlying symmetries of QCD. We generalize the notion of double distributions introduced in the context of GPDs and construct the spectral representation for baryon to meson TDAs in terms of quadruple distributions. Using chiral symmetry together with the crossing relation between $\pi N$ TDAs and generalized distribution amplitudes ($\pi N$ GDAs) we establish threshold soft pion theorem for $\pi N$ TDAs which determines the magnitude of $\pi N$ TDAs at a low normalization point. We suggest a factorized Ansatz for the corresponding quadruple distributions with input from the soft pion theorem.

Finally, we present estimates of the cross section and of single transverse spin asymmetry for backward pion electroproduction and discuss perspectives of experimental measurements.

L'observation radio des météores avec le réseau belge BRAMS
Hervé Lamy (IASB)

BRAMS (the Belgian RAdio Meteor Stations) est un réseau belge de stations radio développé par l'Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB) pour détecter les météores. La caractéristique principale de BRAMS est que l'émetteur et les récepteurs ne sont pas situés au même endroit. L'émetteur est une balise située à Dourbes dans le sud de la Belgique. Elle émet vers le zénith une onde sinusoïdale pure à une fréquence de 49.97 MHz et avec une puissance de 150 Watts. Le reste du réseau est constitué de environ 25 stations de réception réparties sur tout le territoire belge et gérées pour la plupart par des radioamateurs ou des groupes d'astronomes amateurs. Le projet est donc un bel exemple de collaboration entre professionnels et amateurs.

Après une courte introduction sur les méthodes d'observation radio des météores, le réseau BRAMS sera décrit en détail. Les principaux objectifs scientifiques du projet seront également présentés : 1) mesures précises des densités de flux de météoroïdes, 2) détermination des trajectoires individuelles à partir d'observations multi-stations (coordonnées par GPS), 3) calcul des paramètres physiques des météoroïdes tels que masse, vitesse et décélération. Quelques résultats préliminaires obtenus avec le réseau BRAMS seront présentés.

Maurice Gabriel (AGO)

Dans ce second séminaire, je vous propose : 1) de suivre, à travers l’exposé des travaux de Shapley, Limblad, Oort, Trumpler et de quelques autres, comment nous sommes arrivés à la conception moderne de notre Galaxie et de ses dimensions 2) de voir comment les conceptions concernant la nature et les distances des « nébuleuses » ont varié au gré des découvertes. Nous verrons également comment a évolué l’interprétation des vitesses radiales des galaxies avec l’introduction du facteur K jusqu’aux travaux de Hubble.

The effect of the small-t properties of hadronic scattering on the determination of rho(s,t)
Oleg Selyugin (JINR, Dubna)

The existing experimental data are examined under various assumptions about the structure of the scattering amplitude of the proton-proton and proton-antiproton elastic scattering at high energy to obtain the value of rho(s,t), the ratio of the real to imaginary part of the scattering amplitude in the Coulomb-hadron interference region. It is shown that the deviation of rho(s,t) obtained from the experimental data of the proton-antiproton scattering at 3.8 < p_L <6.0 GeV/c from the dispersion analysis is critical under all examined assumptions. The experimental data are analyzed to obtain rho(s,t) for pp and p\bar

elastic scattering. All known effects are taken carefully into account: the Coulomb interference, ii) spin effects, and (briefly) oscillations in the small t-region. While the analysis is waiting for better high energy data, the result for p\bar

does not support the dispersion relation predictions.

Ultra high energy cosmic rays
Athina Meli (IFPA, ULg)

Des franges à 4 télescopes au VLTI: premiers résultats de PIONIER
Olivier Absil (AGO)

Le 17 mars 2011, dix ans jour pour jour après les premières franges à deux télescopes au VLTI, les quatre grands télescopes de 8m ont été mis en phase en recombinés pour la première fois par interférométrie. Cette prouesse technique a été rendue possible par l'installation d'un nouvel instrument à quatre faisceaux, PIONIER. Cet instrument visiteur, développé par l'IPAG (Grenoble), a été installé il y a un peu plus d'un an à Paranal, et utilise principalement les télescopes auxiliaires de 1.8m de diamètre pour ses programmes scientifiques. Dans ce séminaire, je décrirai brièvement le projet PIONIER et les caractéristiques techniques uniques de cet instrument. Je présenterai ensuite les objectifs scientifiques principaux et les premiers résultats obtenus, qui vont de la caractérisation des disques protoplanétaires à l'imagerie des surfaces stellaires, en passant par l'observation de binaires massives ou en interaction. Je m'attarderai davantage sur les deux programmes d'imagerie à haut contraste dans lesquels je suis plus particulièrement impliqué. Ils concernent la détection de disques exozodiacaux et de compagnons faibles autour d'étoiles de la séquence principale.

Aurores sur les planètes géantes
Bertrand Bonfond (AGO)

Depuis les premières détections d'émissions aurorales par les sondes Voyager à la fin des années 70, nos connaissances des aurores de Jupiter et de Saturne ont considérablement progressé. Je présenterai ici quelques uns des derniers résultats obtenus à l'aide du télescope spatial Hubble et de la sonde Cassini en orbite autour de Saturne. Ces images acquises dans le domaine ultraviolet révèlent une complexité que l'on commence seulement à appréhender. Assemblées en séquences, elles dévoilent une dynamique surprenante. Flashs, pulsations, expansions, contractions, apparitions, disparitions, fusions, séparations et mouvements relatifs de structures étendues sur des dizaines de milliers de kilomètres ou localisés sur quelques centaines de kilomètres : la diversité des comportements que nous observons est le témoignage de la richesse des processus en œuvre dans les magnétosphères de Jupiter et Saturne. Lunes exotiques, volcans et geysers colossaux, champs magnétiques gigantesques et rotations planétaires rapides sont les ingrédients de ce surprenant laboratoire de physique des plasmas.

Universal description for different types of polarization radiation
Dmitry Karlovets (Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia)

When a charged particle moves nearby a spatially inhomogeneous condensed medium or inside it, different types of radiation may arise: Cherenkov radiation (ChR), Transition radiation (TR), Diffraction radiation (DR), Smith-Purcell radiation (SPR) etc. Along with transverse waves of radiation, the charged particle may also generate longitudinal waves. We show that all these phenomena may be described via quite simple and universal approach, where the source of the field is the polarization current density induced inside the medium by external field of the particle, that is direct proof of the physical equivalence of all these radiation processes. Solution for the problem of emission of a particle passing through a cylindrical channel in a screen of arbitrary permittivity $\epsilon (\omega) = \epsilon^<\prime> + i \epsilon^<\prime \prime>$ is found with the use of this method. Depending on geometry, the formula for radiated energy obtained describes different types of polarization radiation: DR, TR and ChR. The problem of SPR generated when the particle moves nearby a set of thin rectangular strips (grating) is solved for the arbitrary value of the grating's permittivity. An exact solution of Maxwell equations for the fields of polarization current density suitable at the arbitrary distances (including the so-called pre-wave zone) is presented. This solution is shown to describe transverse fields of radiation and the longitudinal fields connected with the zeros of permittivity.

Aurélie Fumel (Observatoire Midi-Pyrénées)

Les étoiles Ae/Be de Herbig sont des étoiles jeunes, dites pré-séquence principale (PMS), de masse intermédiaire (2-10 Msun) présentant des signes d'une activité intense et de forts vents stellaires, dont l'origine n'a pas encore pu être expliquée dans le cadre des théories actuelles d'évolution stellaire. Des travaux observationnels tendent à indiquer que la source énergétique alimentant cette activité serait d'origine interne. Il est donc essentiel d'extraire des informations sur la structure interne des étoiles de Herbig par le biais de l'astérosismologie, c'est-à-dire l'observation, l'analyse et la modélisation des fréquences et des modes d'oscillations des étoiles variables pulsantes. Une telle étude implique de caractériser et de contraindre la bande d'instabilité PMS théorique, représentant la zone du diagramme Hertzsprung-Russell dans laquelle ces étoiles pulsent, et qui est traversée par les étoiles Ae de Herbig pendant leur trajet évolutif. Il est alors nécessaire de procéder à l'observation et l'étude astérosismique du plus grand nombre possible d'étoiles Ae de Herbig pulsantes.

Dans ce but, je me suis, d'une part, concentrée sur le cas de l'étoile prototype HD 104237, en étudiant ses paramètres photosphériques fondamentaux, indispensables à une modélisation astérosismique ultérieure. L'étude des variations de profil de raies photosphériques de cette étoile a confirmé la présence d'oscillations multi-périodiques et a permis de détecter des pulsations non-radiales. Une identification de certains modes de pulsation a été réalisée. La modélisation adiabatique des pulsations de cette étoile a fourni des pistes intéressantes à explorer quant au mécanisme d'excitation des modes de pulsation observés.

L'étude a été étendue à 4 autres étoiles de Herbig observées avec HARPS (ESO), et leur analyse préliminaire sera présentée.

Ces travaux confirment notamment l'existence de pulsations non-radiales dans toutes les régions de la bande d'instabilité PMS.

Le mécanisme d’Anticythère
Efthymios Nicolaïdis (National Hellenic Research Foundation, Institute for Neohellenic Research, Athens)

En 1900, des pêcheurs d’éponges découvrirent une épave romaine tout près des côtes de la petite île d’Anticythère. L’épave fut datée d’environ 80 à 60 av. J.-C. tandis qu’une grande partie de son chargement date d’avant le deuxième siècle av. J.-C. Parmi les superbes trouvailles fut remarqué un petit objet en bronze comprenant des rouages et des inscriptions, daté de la seconde moitié du deuxième siècle av. J.-C. Cet objet, appelé « le mécanisme d’Anticythère », conservé au Musée national archéologique d’Athènes, est une machine à calculer à engrenages astronomique et calendaire, la « première calculatrice de l’humanité ». Les derniers résultats de recherches (imagerie scanner de l’intérieur du mécanisme, photographie spéciale de sa surface) ont révélé aux spécialistes tous les engrenages des fragments du mécanisme qui ont survécu ainsi qu’une quantité importante de lettres qui constituaient son mode d’emploi. À l’aide des engrenages ou des parties d’engrenages qu’ont révélés les recherches, les spécialistes ont reconstitué les mécanismes du calendrier luni-solaire, du cycle Saros des éclipses, des mouvements moyens de la Lune et du Soleil et du calendrier des jeux panhélleniques. En plus, en se fondant sur les textes mais aussi sur des évidences d’engrenages manquants, on peut supposer l’existence supplémentaire des mécanismes donnant le mouvement moyen des cinq planètes connus à l’antiquité : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. La conférence présentera l’histoire de la découverte de ce mécanisme unique et son fonctionnement, en essayant de le placer ans le contexte astronomique et technologique de son époque, l’astronomie d’Hipparque et la technologie du travail du métal.

Brijesh Kumar (ARIES; Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences, India)

The Indo-Belgian Devasthal Optical Telescope (IDOT) project aims at setting a 3.6m aperture modern telescope at Devasthal in the central Himalayas. Devasthal is a low-wind astronomical site with a median seeing of about one arcsec and it also has added advantage of being located in the middle of crucial longitudinal gap between observing facilities in Australia at East and the Canary Islands at West. The telescope is under construction in Belgium and it is due for installation by the end of the year 2012. A short overview and the current status of the 3.6m IDOT project will be presented at the beginning of the talk, while the later part will be focused on the hydrogen-rich core-collapse supernovae (SNe). Study of SNe is used to probe the star formation processes, galactic chemical evolution and constrain the stellar evolution models. Theoretically, the explosion mechanism for core-collapse SNe is similar, though they differ greatly in the observed energetics and the chemical yields. A number of SNe have been discovered recently showing unusual characteristics that do not match the traditional classification schemes. An observational study of two nearby unusual SNe 2008gz and 2008in will be presented and discussed.