Détermination de la sensibilité d' ANTARES aux flux diffus de neutrinos cosmiques en utilisant les gerbes contenues

par Daphné Denans

Thèse de doctorat en Champs, particules, matière

Sous la direction de Thierry Stolarczyk.

Soutenue en 2006

à Paris 7 .


  • Résumé

    La collaboration Antares a décidé d'installer un télescope sous-marin en Méditerranée par 2500 m de fond pour détecter les neutrinos cosmiques de haute énergie (>100 GeV) et ouvrir ainsi une nouvelle fenêtre sur l'Univers, ce qui pourrait permettre de résoudre certaines énigmes de la Physique des Particules et de l'Astrophysique. Ce détecteur est composé de 12 lignes verticales, équipées au total de 900 photomultiplicateurs. Les neutrinos sont détectés grâce à la lumière Tcherenkov produite dans l'eau par le passage de particules chargées provenant de leur interaction à proximité du détecteur. Cette thèse a pour objet l'étude des performances d'Antares en simulation Monte Carlo pour la détection des interactions de neutrinos électroniques dans le volume instrumenté. Cette méthode permet d'obtenir une excellente résolution sur l'énergie du neutrino incident (20%) bien meilleure que celle que permet d'obtenir la détection des muons issus de l'interaction des neutrinos muoniques à plusieurs kilomètres sous le détecteur. Dans un premier temps, ce travail a consisté à étudier la reconstruction de gerbes de particules contenues induites par l'interaction par courant chargé des neutrinos électroniques. Dans un second temps, ce mode de détection a été utilisé pour l'étude du flux diffus de neutrinos, résultant de l'émission de neutrinos des sources non résolues et qui peut être isolé du fond de neutrinos atmosphériques à haute énergie. Nous obtenons une sensibilité de 5 10ˉ7 GeV cmˉ ² sˉ ¹ srˉ ¹ au dessus de 3TeV, au bout d'un an de prise de données et pour un modèle de flux diffus caractérisé par un spectre en énergie E, évoluant en E ˉ ².

  • Titre traduit

    Determination of the Antares sensitivity to the cosmic neutrinos diffuse flux using contained showers


  • Résumé

    The Antares collaboration has chosen to build an underwater telescope in the Mediterraneen, at a depth of 2500 m, to detect high energy (>100 GeV) cosmic neutrinos, thus opening a new window on the Universe, that could resolve certain Particle Physic and Astrophysics issues. This detecter is composed of 12 vertical lines with 900 photomultipliers. Neutrinos are detected thanks to the Cherenkov light produced in water by charged particles created in neutrino interactions near the détecter. The aim of this work is the study of Antares performance for the detection of the electronic neutrino interaction in the instrumented volume using a Monte Carlo simulation. The method allows the determination of the incident energy with an excellent resolution (20%) which is much smaller than what is obtained from muons induced by muonic neutrino interactions at several kilometers below the detecter. Firstly, this work consisted to study the reconstruction of contained showers of particles in the detecter resulting of charged current interactions of electronic neutrinos. Secondly, this mode of detection has been used for the study of the diffuse neutrino flux, resulting from the neutrino emission of unresolved sources and that can be isolated from the atmospheric neutrino background at high energy. The Antares sensitivity is found to be 5 10ˉ7 GeV cmˉ ² sˉ ¹ srˉ ¹ after one year of data taking for energies above 3 TeV and for a model with an E ˉ ² energy spectrum.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (152 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 55 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2006) 207
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