Mesure du spectre de positons cosmiques avec l'expérience AMS-02 et recherche de signaux "exotiques" - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Mesure du spectre de positons cosmiques avec l'expérience AMS-02 et recherche de signaux "exotiques"

Résumé

The AMS-02 experiment is a particle physic detector which will be installed on the international space station (ISS) in 2008 for at least 3 years. The physics motivations are cosmic ray measurements (e-, e+, p, p-bar, gamma, He, C,...), antimatter search for Z>2 and gamma ray studies from GeV to TeV. The HEAT experiment has measured positron spectrum up to 30 GeV, and shown a possible distorsion around 8 GeV, which can be interpreted as a dark matter signal. The cosmic positrons spectrum measurement needs positron/proton separation close to 10^5, which will be obtained combining all AMS-02 sub-detectors. A neural network analysis has been developed on test beam data taken in 2002, to estimate the electron/proton rejection for the electromagnetic calorimeter. This technique, based on discriminant variables and which was tuned on data, was used to determine the positron acceptance combining other sub-detectors informations. The number of conventional positrons can be estimated and AMS ability to detect cold dark matter signals has be determined. This study was presented for signal from supersymmetric neutralino and from Kaluza-Klein stable particles. Fluxes are naturally too low to be detected. Signal can be enhanced thanks to local dark matter over-densities which appear naturally in galaxy formation models. A model for those over-densities has been tuned and presented.
L'expérience AMS-02 est un détecteur de physique des particules qui sera installé sur la station spatiale internationale (ISS) pour une durée d'au moins 3 ans début 2008. Les motivations physiques sont la mesure des rayons cosmiques (e-, e+, p, p-bar, gamma, He, C,...), la recherche indirecte de matière noire, la recherche d'antimatière pour Z>2 et l'étude des photons du GeV au TeV. L'expérience HEAT a mesuré le spectre de positons jusqu'à 30 GeV. Elle montre une possible distorsion autour de 8 GeV, qui peut s'interpreter comme un signal de matière noire. La mesure du spectre de positons cosmiques nécessite une séparation positons/protons de l'ordre de 10^5, obtenue par l'utilisation conjointe des sous-détecteurs d'AMS-02. Les tests en faisceaux de 2002 du calorimètre électromagnétique ont permis de déterminer son pouvoir de séparation "électrons"/protons grâce à un réseau de neurones. Cette technique, basée sur des variables discriminantes et mise au point sur les données, a été utilisée pour déterminer l'acceptance en positons du détecteur en combinant les informations des autres sous-détecteurs. On peut aussi estimer le nombre de positons d'origine conventionnelle et déterminer la capacité de détection de signaux issus de matière noire froide. Cette étude est présentée pour des signaux issus de neutralinos supersymétriques et de particules stables de Kaluza-Klein. Les flux restent naturellement trop faibles pour être détectables. Le signal peut être amplifié grâce à l'existence de surdensités locales de matière noire qui apparaissent naturellement dans les modèles de formation de galaxie. Une modélisation de ces surdensités a été mise au point et présentée.
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Dates et versions

tel-00010164 , version 1 (15-09-2005)

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  • HAL Id : tel-00010164 , version 1

Citer

Jonathan Pochon. Mesure du spectre de positons cosmiques avec l'expérience AMS-02 et recherche de signaux "exotiques". Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]. Université Claude Bernard - Lyon I, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00010164⟩
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