Dark Matter and Galactic Cosmic Rays
Matière noire et rayons cosmiques galactiques
Résumé
Dark matter is one of the major problems encountered by modern cosmology and astrophysics, resisting the efforts of both theoreticians and experimentalists. The problem itself is easy to state : many indirect astrophysical measurements indicate that the mass contained in the Universe seems to be dominated by a new type of matter which has never been directly seen yet, this is what is called dark matter. This hypothesis of dark matter being made of new particles is of great interest for particle physicists, whose theories provide many candidates : dark matter is one of the major topics of astroparticle physics. This "habilitation à diriger des recherches" focuses on searching dark matter in the form of new particles, more precisely to indirect detection, i.e. the search of particles produced by dark matter annihilation rather than dark matter particles themselves. In this framework, I will present the studies I have been doing in the field of cosmic rays physics, in several collaborations. In particular, the study of its antimatter component can give invaluable information about dark matter.
Parmi les problèmes auxquels sont confrontés la cosmologie et l'astrophysique modernes, celui de la matière noire occupe une place particulière, résistant depuis de nombreuses décennies à la sagacité des théoriciens et au savoir-faire des expérimentateurs. Le problème en lui-même s'énonce simplement : de nombreuses mesures astrophysiques indirectes indiquent que la masse contenue dans notre univers semble dominée par de la matière d'un type nouveau, que l'on a encore jamais détecté directement, on l'appelle la matière noire. L'hypothèse qu'elle puisse être constituée de nouvelles particules intéresse grandement les physiciens des particules, dont les théories prédisent l'existence de telles particules : la matière noire est un des thèmes majeurs de l'astrophysique des particules. Cette habilitation à diriger des recherches est centrée sur la recherche de matière noire sous la forme de particules nouvelles, et plus particulièrement à la détection indirecte, pour laquelle on cherche les particules issues des annihilations de la matière noire plutôt que la particule originale elle-même. Dans ce cadre, je présenterai les études du rayonnement cosmique que j'ai menées, en collaboration avec diverses équipes. En particulier, l'étude de l'antimatière qu'il contient, permet de tirer des conclusions sur la matière noire.
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