Recherche de la matière noire non-baryonique à l'aide de détecteurs cryogéniques à double composante ionisation et chaleur : analyse et interprétation des données de l'expérience EDELWEISS-I

par Véronique Sanglard

Thèse de doctorat en Physique nucléaire

Sous la direction de Jules Gascon.

Soutenue en 2005

à Lyon 1 .


  • Résumé

    L'expérience EDELWEISS recherche une des principales composantes de la matière noire sous la forme de particules appelées WIPs (Weakly Interactive Massive Particles). Cette particule, dont la supersymétrie donne un candidat théorique naturel, le neutralino, pourrait constituer une grande fraction de la masse de l'Univers. Les WIMPs sont supposés être présents sous la forme d'un halo sphérique entourant les galaxies. La méthode de la détection directe des WIMPs présents dans le halo de notre galaxie repose sur la mise en évidence de leur interaction avec un noyau : celui dit axial ou dépendant du spin et celui dit scalaire ou indépendant du spin. L'expérience EDELWEISS a développé des détecteurs cryogéniques à double composante permettant la mise en évidence de ce type d'interaction. La détection d'une particule se fait par la mesure simultanée des charges et des phonons créés lors de son interaction avec un noyau. Cette double détection permet de discriminer les reculs électroniques dus en majorité à des gammas, des erculs nucléaires dus à des neutrons ou des WIMPs. Ce travail de thèse effectué dans le cadre de la collaboration EDELWEISS présente l'analyse des données de la première phase de l'expérience. Nous détaillerons en particulier les résultats obtenus durant la dernière campagne de données qui a vu fonctionner simultanément trois détecteurs en germanium de 320 grammes. Nous présenteron les résultats de la comparaison entre une simulation et des données expérimentales issues d'un étalonnage de la réponse des détecteurs aux reculs nucléaires à l'aide d'une source émettrice de neutrons. La limite supérieure sur le taux d'événements WIMP est déterminée avec une méthode tenant compte de la forme du signal attendu sans toutefois afire d'hypothèse quant à la présence ou la forme d'un éventuel bruid de fond. Ceci nous a permis de déduire une limite supérieure pour la section efficace d'interaction d'un WIMP avec un nucléon en fonction de la masse du WIMP dans le cas d'une interaction dépendante ou non du spin


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Informations

  • Détails : 1 vol. (161 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.156-161

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2005/233bis
  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Centrale de Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005/SAN
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