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PhD thesis

Université Louis Pasteur - Strasbourg I (17/09/2004), Chantal Racca (Dir.)

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Etude de la production de neutrinos associés aux Sursauts Gamma dans le modèle du Boulet de Canon. Possibilité d'observation de ces neutrinos par le détecteur Antares, et étude du bruit de fond optique enregistré par le prototype d'un secteur de ligne

Sophie Ferry1

Antares est un projet de télescope à neutrinos qui sera placé au large de Toulon, à 2500 m de profondeur. L'interaction d'un neutrino avec la matière produit un muon dont la lumière Cerenkov, émise lors de sa propagation, est détectée par 900 photomultiplicateurs répartis sur 12 lignes. Les sursauts gamma (GRB) sont des phénomènes cosmiques violents, observés une fois par jour. Dans le modèle du Boulet de Canon le sursaut est produit par l'interaction d'un jet, composé de boulet de canon (CB), avec le reste d'une supernova (SNR). Des chocs se propagent vers l'avant (dans le SNR) et vers l'arrière (dans le CB), aux abords desquels, les neutrinos sont produits. Une estimation de la production de neutrinos est donnée et, est étudiée sur un large espace des paramètres. Pour un GRB typique, entre 0,002 et 0,3 $\nu_{\mu}$ cm$^2$ sont produits. Selon les angles de vue, Antares pourra détecter entre 1 et 10 $\nu_{\mu}$ par an, en corrélation avec les GRB. Le bruit de fond optique ambiant a été enregistré par le prototype d'une ligne d'Antares. L'analyse porte sur l'influence du bruit de fond sur le détecteur ainsi que sur l'activité des organismes qui en sont responsables. Par exemple il apparaît une périodicité entre 17,6 et 20,4 h compatible avec celle des mouvements des masses liquides imposés par la force de Coriolis à la latitude d'Antares.

1:	IReS - Institut de Recherches Subatomiques

keyword(s) : Antares – Neutrinos – Sursauts gamma – Jets – Boulet de canon – Chocs – Bioluminescence – Coriolis – Milieux marins de grande profondeur

Study of neutrino production in the Cannonball Model of Gamma Ray Bursts. Possibility of observation of these neutrinos with the Antares neutrinos telescope, and study of the optical background recorded with the prototype Sector line.

Antares is a futur neutrino telescope which will be build at 40 km off the french coast (Toulon), at a 2500 m depth. The interaction of a neutrino with matter produces a muon which emits Cerenkov light while propagating in water. This light is detected with 900 PMTs distributed over 12 lines. Gamma ray bursts (GRB) are violent cosmological phenomenon observed once per day. In the Cannonball Model, bursts are produced by the interaction of a jet made of cannonballs (CB) with a supernova remnant (SNR). Forward shocks propagate in the SNR, reverse ones in the CB and neutrinos are produced at the shock fronts. An estimation of the neutrino production is given and is studied over a large parameter range. For a typical GRB, 0.002 to 0.3 $\nu_{\mu}$ cm$^2$ can be produced. Depending on the viewing angle, Antares could detect 1 to 10 $\nu_{\mu}$ per year in correlation with GRBs. The ambiant optical background has been recorded by the Antares prototype sector line. The analysis is about the background in on the detector performance and about the organisms activity which produces it. For example, it appears a 17.6 to 20.4 h periodicity which is compatible with the liquid masses movement imposed by the Coriolis force at the Antares latitude.

english keyword(s) : Antares – Neutrinos – Gamma ray bursts – Jets – Cannonball – Shocks – Bioluminescence – Coriolis – Deep sea environment

tel-00120193, version 1

http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00120193

oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00120193

From: Dominique Girod <>

Submitted on: Wednesday, 13 December 2006 15:31:36

Updated on: Wednesday, 13 December 2006 15:56:25