Dark matter phenomenology

par Tibaldo Panci

Thèse de doctorat en Champs, particules, matière

Sous la direction de Marco Cirelli et de Zurab Berezhiani.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Phénoménologie de la matière noire


  • Résumé

    Dans cette thèse j'essaye de résumer la phénoménologie de la Matière Noire (MN) dans tous ses aspects: Détection Directe, Indirecte et constructions de modèles. Il s'agit d'un domaine très prometteur, car la profusion de mesures de ces dernières années l'a rapidement fait progresser et l'a rendu très dynamique. En ce qui concerne la Détection Directe je passe en revue les principaux ingrédients et recettes pour le calcul des signaux dus à une diffusion WIMP-noyau. Je présente le traitement analytique permettant de calculer le taux théorique attendu. Avec un choix standard des caractéristiques du halo de MN et de la section efficace d'interaction, je présente les régions favorisées actuelles et les contraintes sur la MN. En ce qui concerne la Détection Indirecte, je fournis les ingrédients les plus avancés pour calculer les signaux d'annihilations et désintégrations de MN à l'échelle du TeV. Avec ces ingrédients et recettes, je calcule les contraintes sur la MN qui sont imposées par le fond diffus gamma. Je considère les données de FERMI (1ere année) et je les compare aux prédictions d'annihilation et désintégration de MN. Enfin, comme les annihilations de MN après recombinaison et pendant l'époque de la formation des structures déposent de l'énergie dans le milieu intergalactique primordial, j’enquête également sur les contraintes imposées par la profondeur optique observée de l'Univers. En ce qui concerne la construction de modèles, je présente deux modèles jouets de MN qui peuvent échapper aux contraintes actuelles de détection directe. Ils sont fondés sur l'hypothèse que les forces entre les deux secteurs pourraient ne pas être à courte portée.


  • Résumé

    In this Ph. D. Thesis I have tried to summarize the Dark Matter (DM) phenomenology in ail aspects: Direct Detection, Indirect Detection and some aspects of mode! building. This is a very promising area as the profusion of ground and satellite-based measurements in recent years has rapidly advanced the field making it dynamic and timely. Concerning DM direct detection I review the main ingredients and recipes for Computing signals due to a WIMP-nucleus scattering I present the analytic treatment that allows us to derive the theoretical rate expected and, considering a standard choice in the features of the DM Halo and interaction cross section (point-like interaction), I report the current fits and constraints on DM properties. Concerning DM indirect detection, I provide the most advanced ingredients and recipes for Computing signals of TeV-scale DM annihilations and decays. Subsequently considering these ingredients and recipes, I compute the gamma ray constraints on DM properties that are imposed by the observed diffuse gamma rays. ] consider the data from FERMI first year observations and I compare them to the gamma rays fluxes predicted by DM annihilation and decays. Finally, as DM annihilations after recombination and during the epoch of structure formation deposit energy in the primordial intergalactic medium, I also investigate the constraints that are imposed by the observed optical depth of the Universe. Concerning model building, I present two DM toy mode 1s that can evade the current constraints on direct detection searches. They are based on the assumption that the forces between the two sectors might not be short range.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (187 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 281 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 (2011) 061
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