Recherche de sources et d'anisotropies dans le rayonnement cosmique d'ultra-haute énergie au sein de la collaboration Pierre Auger

par Benjamin Rouillé d'Orfeuil

Thèse de doctorat en Champs, particules, matière

Sous la direction de Jean-Christophe Hamilton.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .


  • Résumé

    Les rayons cosmiques ultra-énergétiques (RCUE) suscitent de nombreux efforts tant observationnels que théoriques. L'origine de ces particules d'énergie macroscopique -jusqu'à quelques dizaines de Joules - n'a toujours pas été clairement identifiée et fait l'objet de vives discussions. La recherche des sources des RCUE ou de structures associées à ces sources est l'un des objectifs principaux de l'Observatoire Pierre Auger (OPA). Nous utilisons les données de l'OPA, effectif depuis le 1er janvier 2004, pour découvrir des anisotropies aux petites et aux grandes échelles angulaires. Les algorithmes développés à cette fin reposent sur la connaissance précise de la couverture du ciel observé par le détecteur. Il s'agit de la distribution moyenne de particules attendue dans chaque direction du ciel dans l'hypothèse où le flux de RCUE est isotrope. La probabilité de détecter un rayon cosmique dans l'une des directions du ciel n'étant pas constante au cours du temps une étude approfondie des variations temporelles du flux d'événements enregistré par l'OPA est indispensable pour correctement estimer la carte de couverture. Nous verrons alors que le développement des cascades de particules que créent les RCUE lorsqu'ils pénètrent dans l'atmosphère se trouve être affecté par les conditions météorologiques. Toutes ces études constituent un important volet de cet ouvrage, lequel est complété par la mesure du spectre d'énergie des RCUE corrigé des effets atmosphériques. Nous faisons tout d'abord le point sur la phénoménologie des RCUE, passons en revue les résultats des expériences qui ont précédé l'OPA et présentons les techniques de détection des gerbes atmosphériques.

  • Titre traduit

    Anisotropies studies with the Pierre Augier observatory


  • Résumé

    The study of the extremely high energy cosmic rays (EHECR) gives rise to numerous experimental and theoretical efforts. The origin of these particules of macroscopic energy - a few tens of Joules - is still not identified and is subject to many discussions. The search for the EHECR sources or structures on the sky associated to these sources is one of the main objectives of the Pierre Auger Observatory (PAO) on duty since January 2004. We use the PAO data to search for anisotropies on small and large angular scales. The algorithms we developed for this purpose rely on the accurate knowledge of the sky covered by the detector. It is the average distribution of particles expected if EHECR flux was isotropic. As the probability to detect a cosmic ray in one of the directions of the sky is not constant with time, a detailed study of the temporal variation of the events flux recorded by th PAO is required to correctly estimate the coverage map. In particular, the development of extensive air shower triggered by a EHECR is found to be affected by the weather conditions. AH these studies represent an important part of this work, which is completed by the measurement of the EHECR spectrum corrected by atmospheric effects. First of ail, we discuss the phenomenology of EHECR, sum up the results obtained by previous experiments and describe the experimental techniques related to the extensive air shower detection.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (156 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 77 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 (2007) 019
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.