Production et propagation de noyaux légers d'antimatière dans la galaxie
Résumé
In this thesis, the flux of light antinuclei induced near earth by Cosmic Ray interactions with the interstellar matter in the galaxy is calculated. A good knowledge of this secondary galactic contribution is required for a significant search of primordial antimatter in the universe. Furthermore, antiprotons and antideuterons production in neutralino annihilation has been considered as a possible signature of the Dark Matter constituents in the universe. They have also been considered as evaporation products of primordial black holes. Their flux at Earth have been calculated in the perspective of searching for a possible signature of the source in the experimental spectra. A common feature of these studies is that the calculated fluxes are extremely small in intensity and peaked at low energy. The detection of these fluxes requires also a good knowledge of the secondery production background. Our estimation of the antiproton flux is in general agreement with the others one even if some differents appear. Its come from especially of a new evaluation of antiproton cross section production. The antideuteron flux obtained in this work is more higher than the previous estimations. Moreover, we have take into account new processus ignore.up to now. These new ingredients have increased to a significant degree the flux at low energy where the flux of antideuteron from exotic sources is maximum. The quantity of antideuteron product by the galaxy is sufficient to be detectable by further experiment as AMS. It is not the case for more higher antinuclei. In this way, if an antihelium will discovery, it will most probably not of secondary origin.
La présente thèse porte sur le calcul des flux d'antimatière d'origine galactique, sous forme d'antiprotons, d'antideuterons, d'antihélium 3 et d'antihélium 4, attendus au niveau de la Terre et produits par interaction du rayonnement cosmique (RC) avec la matière du milieu interstellaire. Cette antimatière qualifiée de secondaire, constitue un bruit de fond pour la recherche d'antimatière d'origine primordiale (issue d'antigalaxies) dans le RC ainsi que pour la recherche d'antimatière produite par des sources exotiques: matière noire (par annihilation de particules massives comme le neutralino) et trous noirs primordiaux (par évaporation). Une évaluation aussi précise que possible de ce bruit de fond s'avère nécessaire au vu de la mise en œuvre dans les années à venir de spectromètres spatiaux (AMS) conçus pour traquer l'antimatière dans le RC Notre nouvelle estimation du flux d'antiproton est en accord avec les précédents calculs même si des différences existent, provenant en particulier de l'utilisation de sections efficaces de production d'antiprotons distinctes. Le flux d'antideuterons obtenu s'avère plus important que les précédentes estimations. De plus, la prise en compte de processus jusque là ignorés, conduit à un flux non négligeable à basse énergie où le flux d'antideuterons issus de sources exotiques est maximum. La quantité d'antideuterons ainsi produite par la galaxie est suffisante pour espérer détecter prochainement des antideuterons dans le RC. Par contre, la quantité d'antihélium 3 et d'antihélium 4 produite n'est pas significative, c'est pourquoi un antihélium 4 détecté ne sera très probablement pas d'origine secondaire.
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