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Rencontre GdR ISIS-OG : questions ouvertes en analyse du signal pour l'astronomie gravitationnelle

Nous vous rappelons que, afin de garantir l'accès de tous les inscrits aux salles de réunion, l'inscription aux réunions est gratuite mais obligatoire.

Inscriptions closes à cette réunion.

Inscriptions

19 personnes membres du GdR ISIS, et 3 personnes non membres du GdR, sont inscrits à cette réunion.
Capacité de la salle : 100 personnes.

Prise en charge d'un déplacement dans le cadre d'une réunion d'animation

Qui ?

Le GdR ISIS prend en charge les déplacements des organisateurs des réunions et des orateurs. Le GdR prend aussi en charge les déplacements des participants aux réunions membres d'un laboratoire adhérent du GdR dans la limite d'un doctorant et d'un permanent par laboratoire académique et par réunion, ou d'une personne par adhérent du club des partenaires et par réunion.

Quand organiser son déplacement ?

Les demandes de mission et les réservations doivent impérativement être effectuées au moins deux semaines avant la date de la mission.

Comment réserver ?

Annonce

Les premières observations d'advanced LIGO et Virgo marquent l'avènementd'une nouvelle astronomie gravitationnelle, au grand potentiel de découverte touchant de nombreux domaines de la physique fondamentale à l'astronomie et la cosmologie.

Ceci se développera dans les prochaines années lors des prises de données à venir et à plus long terme à l'aide de nouveaux instruments au sol, comme l'Einstein telescope, et dans l'espace avec la mission LISA.

La production scientifique à partir de ces observations repose sur un éventail de méthodes d'analyse permettant l'extraction du signal, l'estimation des paramètres astrophysiques et la caractérisation du bruit des instruments. L'objectif de cette rencontre est de rassembler la communauté française travaillant sur l'astronomie gravitationnelle, et celle des spécialistes du signal afin d'aborder les questions d'analyse du signal encore ouvertes dans ce domaine.

Nous aurons trois exposés tutoriels : un exposé introductif et deux autres portant sur deux thèmes sélectionnés pour la journée. Ils seront accompagnés d'exposés et de posters contribués.

Les deux thèmes considérés pour la journée sont :

  1. L'apprentissage machine
  2. Méthodes bayésiennes d'estimation

et leurs applications potentielles dans le domaine de l'astronomie gravitationnelle.

La journée se déroulera le 8 octobre sur le campus de Université Paris Diderot (Paris 13ème, métro Bibliothèque François Mitterand). [Amphithéâtre Pierre Gilles de Gennes, niveau -1 du bâtimentCondorcet de l'UFR de Physique, 4 Rue Elsa Morante 75013-- https://goo.gl/maps/c4LTT1Lv4WA2

Elle commencera à 9h30, pour se terminer vers 17h00.

Orateurs confirmés :

Florent Robinet (LAL) et Eric Chassande-Mottin (APC)

Stéphane Canu (LITIS, Rouen)

Nicolas Dobigeon (IRIT/INP-ENSEEIHT & IUF, Toulouse)

Appel à contributions (présentations orales et affiches) :

Les personnes souhaitant présenter leurs travaux sont invitées à faire part de leur intention aux organisateurs avant le 14 septembre (contacts : ecm_at_apc.in2p3.fr et nicolas.le-bihan_at_gipsa-lab.inpg.fr)

Pour les contributions orales, la préférence ira aux contributions en lien avec les deux thèmes de la journée. Pour les affiches, toute contribution présentant un intérêt pour les ondes gravitationnelles est la bienvenue. Les membres du GdR ISIS suivent la procédure habituelle d'inscriptionà partir du site du GdR. Les membres du GdR OG sont invités à s'inscrire sur le site suivant :
https://indico.in2p3.fr/e/isis-og-2018

Comité d'organisation :

Pierre Chainais (CRIStAL, Ecole Centrale de Lille)

Eric Chassande-Mottin (APC, Univ Paris Diderot)

Caroline Chaux (I2M, Univ Aix-Marseille)

Patrick Flandrin (ENS Lyon, Académie des sciences)

Stephane Jaffard (LAMA, UPEC)

Nicolas Le Bihan (Gipsa-Lab, CNRS)

Florent Robinet (LAL, Univ Paris Sud)

Programme

9:30 Accueil

10:00-10:45 - Florent Robinet, Vue d'ensemble sur l'analyse de données pour l'astronomie gravitationnelle : principes, algorithmes et données ouvertes

10:45-11:30 - Stéphane Canu, Introduction à l'apprentissage statistique

11:30-12:00 Agata Trovato, Overview about machine Learning in gravitational waves

12:00-12:30 Jérôme Bobin Tackling data analysis challenges in astrophysics with sparse matrix factorization methods

12:30-14:00 Repas [buffet sur place] -- Affiches

14:00-14:45 - Nicolas Dobigeon, Revue et état de l'art sur les méthodes d'estimation bayésienne

14:45-15:15 Marc Arène, A Hamiltonian Monte Carlo sampler for compact binary sources

15:15-15:30 Pause Café

15:30-16:00 Julien Flamant, Non-parametric Characterization of Gravitational-Wave Polarizations

16:00-16:30 Nikolaos Karnesis, Data analysis challenges with LISA: current status and prospects

16:30-17:00 Duong-Hung Pham, Synchro-squeezing appliqué aux ondes gravitationnelles

17:00 Fin de la journée

Résumés des contributions

Julien Flamant (Cristal, Lille) Non-parametric Characterization of Gravitational-Wave Polarizations

Gravitational waves are polarized. Their polarization is essential to characterize the physical and dynamical properties of the source i.e., a coalescing binary of two compact objects such as black holes or neutron stars. Observations with two or more non coaligned detectors like Virgo and LIGO allow to reconstruct the two polarization components usually denoted by h+(t) and h(t). The amplitude and phase relationship between the two components is related to the source orientation with respect to the observer. Therefore the evolution of the polarization pattern provides evidence for changes in the orientation due to precession or nutation of the binary. Usually, some specific direct dynamical model is exploited to identify the physical parameters of such binaries. Recently, a new framework for the time-frequency analysis of bivariate signals based on a quaternion Fourier transform has been introduced. It permits to analyze the bivariate signal combining h+(t) and h(t) by defining its quaternion embedding as well as a set of non-parametric observables, namely Stokes parameters. These parameters are remarkably capable of measuring fine properties of the source, in particular by deciphering precession, without close bounds to a specific dynamical model.

Jérôme Bobin (CEA, Irfu) Tackling data analysis challenges in astrophysics with sparse matrix factorization methods

In this presentation, we review some important applications of sparse matrix factorization (SMF) methods in astrophysical. In this context, such methods are playing a key role in the analysis of multi-frequency observations to disentangle between underlying astrophysical components. The first application will deal with the estimation of the most ancient relic radiation from the Big Bang, a.k.a. Cosmological Microwave Background (CMB), from the Planck data. In this scope, we will emphasize on how sparse matrix factorization is performed on microwave full-sky data and how sparsity largely helps disentangling between the sought-after CMB and the spurious "foreground" components. The second example will emphasize on the extension of these methods to analyse radio-interferometric measurements, in preparation of the forthcoming very large radio-telescopes such as the Square Kilometer Array (SKA). In contrast to the previous case, component separation has to be performed from incomplete data: the data (or so called visibilities) are equivalent to a subsampling in the Fourier space. In plain english, this means that one has access to only few samples. In this case, we will introduce an extension of SMF that is specifically tailored to deal with incomplete data, with illustrations from radio-interferometric measurements.

Marc Arène (AstroParticule et Cosmologie) A Hamiltonian Monte Carlo sampler for compact binary sources

A major activity of the LIGO-Virgo collaboration is to build algorithms able to infer from the detected gravitational wave signals the posterior distributions of the parameters defining their sources: angles in the sky, distance from us, masses etc. Current algorithms like MCMC and Nested Sampling have already demonstrated with success their ability to do so during the first and second run of observations of the detectors. However with the third round of observations coming in 2019 we expect much higher rates of detections and hence the need for faster algorithms. I will present here how a Hamiltonian Monte Carlo sampler can respond to this challenge when designed appropriately.

Nikolaos Karnesis (AstroParticule et Cosmologie) Data analysis challenges with LISA: current status and prospects
(abstract coming soon)


Duong-Hung Pham (Gipsa-lab) Synchro-squeezing appliqué aux ondes gravitationnelles

Cet exposé présentera une analyse temps fréquence des ondes gravitationnelles en utilisant une nouvelle méthode: le synchrosqueezing d'ordre supérieur fondé sur la transformée de Fourier à court terme (TFCT). Tout d'abord, nous rappellerons le modèle mathématique de signal multicomposantes (SMCs) defini comme une superposition de modes modulés à la fois en amplitude et en fréquence (appelés modes AM-FMs). Pour l'analyse de tels signaux, la TFCT est une méthode très utilisée, mais a une limitation intrinsèque appelée le principe d?incertitude de Heisenberg-Gabor concernant la localisation en temps et en fréquence du signal. La méthode de réallocation a été proposée pour pallier cette limitation, mais elle est non inversible, c'est-à-dire qu'elle ne permet pas la reconstruction des modes à partir des transformées réallouées. Pour éliminer ce défaut, la méthode du synchoqueezing fondée sur la TFCT (FSST) a été développée. Néanmoins, cette méthode est seulement adaptée aux signaux contenant des modes de type chirp linéaires avec des amplitudes Gaussiennes modulées, ce qui constitue encore une limitation pour le traitement de signaux plus généraux. Pour mieux traiter de signaux comportant de très fortes modulations fréquentielles, la méthode du synchoqueezing d'ordre supérieur se fondant sur la TFCT (FSSTn) a été récemment proposé. Dans cet exposé, nous présenterons en détail des étapes principales du développement d'une telle technique et une application intéressante à l'analyse de signaux comportant de très fortes modulations fréquentielles : les ondes gravitationnelles.


Agata Trovato (AstroParticule et Cosmologie), Overview about machine Learning in gravitational waves

(abstract coming soon)

Date : 2018-10-08

Lieu : Amphithéâtre Pierre Gilles de Gennes, Université Paris Diderot (Paris 13è, métro Bibliothèque François Mitterand)


Thèmes scientifiques :
A - Méthodes et modèles en traitement de signal

Inscriptions closes à cette réunion.

Accéder au compte-rendu de cette réunion.

(c) GdR 720 ISIS - CNRS - 2011-2018.