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Fiche détaillée Thèses
Université Paris Sud - Paris XI (25/09/2003), Capdevielle Jean-Noël (Dir.)
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Simulation de gerbes atmosphériques aux énergies de l'Observatoire Pierre Auger et fonction de distribution latérale
Fabrice Cohen1

L'Observatoire Pierre Auger est la plus importante expérience jamais conçue dans le domaine de la détection des rayons cosmiques d'ultra haute énergie. Sa superficie de 3000 km² par site doit apporter la statistique au delà de 10^19eV afin d'en comprendre leur origine. Son mode de détection hybride des gerbes atmosphériques doit permettre une grande précision sur la reconstruction de l'énergie primaire et sur la direction d'arrivée.
Après avoir exposé l'historique des rayons cosmiques, et la problématique liée aux énergies ultines, nous décrirons les détecteurs de l'Observatoire Pierre Auger, ainsi que les motivations et les contraintes à l'installation sur le site.
Dans une troisième partie, nous abordons la simulation des phénomènes de gerbe atmosphérique. Nous débuterons par la description de l'interaction primaire à très haute énergie, où les modèles d'interaction hadronique doivent ^etre extrapolés, puis nous poursuivrons par la cascade électromagnétique et la composante pénétrante que les détecteurs de fluorescence et de surface détectent.
L'étude par la simulation de la distribution latérale (décroissance du signal en fonction de la distance au coeur de la gerbe) nous a conduit à proposer une nouvelle fonction de distribution latérale qui permet de s'ajuster aux gerbes individuelles et à terme, avoir une meilleure estimation de l'énergie primaire gerbe à gerbe. Cette nouvelle fonction a été appliquée aux données du réseau prototype.
Nous terminerons par une présentation des données du réseau prototype installé dans la Pampa par la reconstruction de ses événements.
1 :  PCC - Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France
Particules et noyaux dans l'univers – Rayonnement cosmique charge ou neutre – PIERRE AUGER

The Pierre Auger Observatory is the largest experiment ever designed to detect ultra high energy cosmic-rays. Its large area must allow to obtain statistics for energies above 10$^(19)$~eV to understand their origin. The Hybrid mode of detection provide accuracy on primary energy reconstruction and on the arrival direction.
In the first chapter, we present the history of cosmic rays and the problems occuring at ultra high energy. In a second part, the detectors of the Pierre Auger Observatory are presented, with motivations and constraincts of the installation on the site.
In the third part, we describe the extensive air shower simulation. We begin by the first interaction at high energy where hadronic models are unknown and have to be extrapolated. Then, we continue the development of the shower with the electromagnetic cascade and the penetrating component which are detected respectively by fluorescence and surface detectors.
The chapter four is dedicated to a new lateral distribution function (decreasing of signal in function of distance to the shower core) that we propose. The new function is able to fit the individual shower behaviour and allows a better reconstruction of energy estimators. we test this new function to the engineering array data.
Finally, we present the data of engineering array installed in the Pampa and the reconstruction of its events.

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