Propriétés des rayons cosmiques d'ultra haute énergie détectés à l'observatoire Pierre Auger

par Estelle Cormier

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Alain Cordier.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    L'Observatoire Pierre Auger a été spécialement conçu pour acquérir une statistique importante de rayons cosmiques d'ultra haute énergie (supérieure à 10^19 eV) afin d'en comprendre l'origine. Il associe deux techniques de détection des gerbes atmosphériques, produit de l'interaction des rayons cosmiques avec l'atmosphère: des télescopes à fluorescence mesurent le profil longitudinal de la gerbe et un réseau de détecteurs au sol échantillonne le profil latéral. Après une présentation sur les rayons cosmiques, la détection des gerbes atmosphériques par l'Observatoire Pierre Auger est exposée. Le troisième chapitre est consacré à la description d'outils qui ont été réalisés dans le cadre de la mise en place de la base de données de l'expérience au Centre de Calcul de l'IN2P3 à Lyon. Nous abordons ensuite les analyses que nous avons pu mener grâce à la mise en place du réseau prototype sur le site sud de l'Observatoire. Dans un premier temps, les événements enregistrés ont permis d'étudier différentes constantes de calibration des détecteurs de surface. Nous nous sommes ensuite consacrés à la reconstruction des événements, 11 mois de prise de données ont été analysés. Enfin, une analyse Monte Carlo a été menée pour déterminer la nature de ces rayons cosmiques. Trois paramètres des gerbes atmosphériques, mesurables par le détecteur de surface et permettant de discriminer entre les différents types de particules primaires, ont été extraits et comparés avec les données du réseau prototype.


  • Résumé

    The Pierre Auger Observatory was especially designed to obtain significant statistics on ultra high energy cosmic rays (more than 10^19 eV) in order to understand their origin. It associates two detection techniques for the atmospheric showers which result from the interaction of cosmic rays with the atmosphere: fluorescence telescopes measure the longitudinal profile of the shower and an array of detectors on the ground samples the lateral distribution. After a first chapter introducing cosmic rays, the detection of atmospheric showers by the Pierre Auger Observatory is presented. The third chapter is dedicated to the description of tools that were realized as part of bringing the experiment's database into service at the IN2P3 Computing Center at Lyon. We then present the analysis of data available thanks to the installation of the engineering array (EA) on the Observatory's southern site. Initially, the recorded events allowed us to study various calibration constants of the surface detectors. Subsequently, our work was devoted to the reconstruction of the events, 11 months of data were analysed. Lastly, we present a Monte Carlo analysis performed in view of determining the nature of these cosmic rays. Three parameters of the atmospheric showers, measurable by the surface detector and providing discrimination between different primary particles, were extracted and compared with the data of the EA.

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Informations

  • Détails : 144 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.129-133

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