Simulation de gerbes atmosphériques et définition de l'acquisition des stations locales pour l'expérience Auger

Corentin Le Gall (1)

1 PCC (UMR 7553) - Physique Corpusculaire et Cosmologie

The highest energy cosmic rays (>10^19 eV)are hardly explained by common astrophysics. In order to improve the available statistics, the Pierre Auger Observatory (PAO) has been designed with an area of 3000 km² in each hemisphere, in Argentina and in Utah. The set of primary parameters, such as energy, arrival direction and chemical composition will be accurately measured by both fluorescence and surface detectors, through lateral and longitudinal developments of extensive air showers. Beside an overview of cosmic ray and air shower physics, the work presented here deals with the two main concerns of an upcoming experiment, namely simulation and design. The former is focused on extensive air shower simulations and their application to the primary charge and mass estimations, while the latter deals with local data acquisition inside PAO's surface detectors.

L'observation de rayons cosmiques d'énergies supérieures à 10^19 eV ne possède pas d'explication satisfaisante actuellement. L'Observatoire Pierre Auger (PAO) a pour objectif l'augmentation significative de la statistique, très faible, de ces rayons cosmiques, grâce à des détecteurs de gerbes atmosphériques situés dans chaque hémisphère, l'un en Argentine et l'autre en Utah, la surface utile de chacun approchant 3000 km² . Ils détecteront d'une part la fluorescence, d'autre part les particules des gerbes, mesurant ainsi les profils longitudinaux et latéraux, qui permettront l'estimation améliorée des observables astrophysiques que sont l'énergie, la direction et la nature des particules primaires. La réussite d'une expérience requiert à la fois la compréhension des signaux collectés et une instrumentation adaptée ; cette thèse expose donc les résultats de simulations de gerbes atmosphériques de haute énergie et leur application à la discrimination entre les natures de particules primaires, ainsi que les éléments du logiciel d'acquisition des stations locales composant les détecteurs de surface du PAO.

Mots clés: Propagation des Rayons Cosmiques; Grandes Gerbes de l'Air; Physique des Hautes Energies; Production Multiple; Acquisition de Données

Domaines: Astrophysique [astro-ph]

Corentin Le Gall. Simulation de gerbes atmosphériques et définition de l'acquisition des stations locales pour l'expérience Auger. Astrophysique [astro-ph]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 1999. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00001716⟩