Sensibilité du télescope ANTARES au flux diffus de neutrinos galactiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Sensitivity of the Antares telescope to the galactic neutrino flux

Sensibilité du télescope ANTARES au flux diffus de neutrinos galactiques

Résumé

The ANTARES european collaboration builds an underwater neutrinos telescope which will be deployed in the Mediterranean by 2500m depth. This detector consists of a three-dimensional network of 900 photomultipliers which detects the Tcherenkov light produced in water by muons created from the interaction of neutrinos in the Earth.
Cosmic rays are confined in the Galaxy and interact with the interstellar matter producing charged pions which decay into neutrinos. The observation of the sky with high energy neutrinos (> 100 GeV) could open a new window on the Galaxy, in particular, the detection of these neutrinos may make it possible to directly observe the dense parts of the Galaxy.
In this work, corresponding fluxes have been calculated using a simulation program GALPROP, for several models, constrained by various gamma and cosmic rays observations.
The expected sensitivity of the Antares detector to these models was reviewed, as well as a first estimation of the performances of what would give a future km3 scale detector.
A shape recognition algorithm was also developed: it would permit to highlight the structures of the Galaxy in the optimistic case which the number of events detected would be sufficient.
This work shows that ANTARES has an insufficient size for observing the galactic plane. It was also demonstrated that a new generation of neutrino telescope having an effective area at least 40 times larger will be needed to detect the hardest spectrum model and put limits on the other models.
La collaboration européenne ANTARES construit un télescope sous-marin à neutrinos qui sera déployé en Méditerranée par 2500m de fond. Ce détecteur est constitué d'un réseau tridimensionnel de 900 photomultiplicateurs qui détectent la lumière Tcherenkov produite par le passage dans l'eau des muons provenant de l'interaction des neutrinos dans la Terre.
Les rayons cosmiques sont confinés dans la Galaxie et interagissent avec la matière interstellaire en produisant –entre autre– des pions chargés qui se désintègrent en neutrinos. L'observation du ciel à l'aide de ces neutrinos de haute énergie (>100 GeV) ouvre une nouvelle fenêtre sur la Galaxie et en particulier leur détection permettrait d'observer directement ses zones denses.

Dans ce travail, les flux correspondant ont été calculés à l'aide d'un programme de simulation GALPROP, pour plusieurs modèles, contraints par diverses observations gamma et rayons cosmiques.
La sensibilité du détecteur Antares à ces modèles a été établie, ainsi qu'une première estimation des performances d'un futur télescope de taille kilométrique.
Un algorithme de reconnaissance de forme a également été développé : il permettrait de mettre en évidence les structures de la Galaxie dans le cas optimiste ou le nombre d'évènements détectés serait suffisant.

Ces travaux démontrent qu'ANTARES est de taille insuffisante pour observer le plan galactique, et qu'un télescope à neutrinos de nouvelle génération ayant une surface effective au moins 40 fois plus grande sera nécessaire pour observer le modèle au spectre le plus dur et pour apporter des limites sur les autres modèles.
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Dates et versions

tel-00011345 , version 1 (11-01-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011345 , version 1

Citer

Fabrice Jouvenot. Sensibilité du télescope ANTARES au flux diffus de neutrinos galactiques. Cosmologie et astrophysique extra-galactique [astro-ph.CO]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011345⟩
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