Dark Matter on the Galactic Scale: From Particle Physics and Cosmology to Local Properties - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2018

Dark Matter on the Galactic Scale: From Particle Physics and Cosmology to Local Properties

La Matière Sombre à l'Échelle Galactique : de la Physique des Particules et la Cosmologie aux Propriétés Locales

Résumé

Understanding the nature of dark matter is one of the greatest challenges of modern physics. If dark matter is made of particles, we can hope to detect it, directly or indirectly, using Earth-based or spatial experiments. Make predictions for the outcome of these experiments, or interpret the results in case of a detection, requires a deep understanding of the structuring of dark matter in our Galaxy. Starting from particle physics and cosmological considerations, I built a dynamically constrained model of the Galactic dark halo including a detailed description of its inhomogeneities. The impact of these inhomogeneities on searches with cosmic rays is then analysed in details. I also study a method allowing to predict the phase-space distribution of dark matter particles, and discuss its possible application to dark matter searches. This method is then applied to searches with cosmic-ray electrons and positrons, and new very stringent constraints are obtained on microscopic models of dark matter.
Comprendre la nature de la matière sombre est l'un des plus grands défis de la physique moderne. Si la matière sombre est constituée de particules, on peut espérer la détecter, directement ou indirectement, à l'aide d'expériences terrestres ou spatiales. Prédire le résultats de ces expériences, ou les interpréter en cas de détection, nécessite une connaissance fine de la structuration de la matière sombre dans notre Galaxie. En m'appuyant sur des considérations de physique des particules et de cosmologie, je construit un modèle dynamiquement contraint du halo sombre incluant une description détaillée de ses inhomogénéités. L'impact de ces inhomogénéités sur les recherches via le rayonnement cosmique est analysé. J'étudie également une méthode permettant de prédire la distribution dans l'espace des phases des particules de matière sombre, et discute ses possibles applications aux recherches de matière sombre. Cette méthode est ensuite utilisée pour les recherches via les électrons et positrons cosmiques, et de nouvelles contraintes très fortes sont obtenues sur les propriétés microscopiques des modèles de matière sombre.
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tel-02124578 , version 1 (09-05-2019)
tel-02124578 , version 2 (20-06-2019)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02124578 , version 1

Citer

Martin Stref. Dark Matter on the Galactic Scale: From Particle Physics and Cosmology to Local Properties. Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]. Université de Montpellier, 2018. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02124578v1⟩
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