Search for populations of unresolved sources of high energy neutrinos with the ANTARES neutrino telescope

Résumé : La physique des astroparticules est un domaine de la physique lié a l'étude des phénomènes astrophysiques les plus violents de l'univers comme les trous noirs dans les galaxies actives (AGN) ou les sursauts de rayons gamma (GRB), qui émettent plusieurs messagers cosmiques comme des neutrinos, des ondes gravitationnelles, des rayonnements électromagnétiques et des particules chargées. Pour mieux comprendre ces objets une approche multi-messagers est mise en place au sein de laquelle, l'observation de neutrinos cosmiques est devenue un enjeu majeur. Grâce à ses caractéristiques physiques, les neutrinos permettent d'ouvrir une nouvelle fenêtre d'observation sur l'univers lointain et de mieux comprendre les phénomènes physiques qui se produisent dans les environnements astrophysiques les plus denses.Cette thèse comporte trois grandes parties. La première partie est composée par trois chapitres consacrés au contexte scientifique dans lequel se développe le reste de la thèse. Dans le premier chapitre sont décrites les motivations scientifiques de la recherche de neutrinos cosmiques de haute énergie. Puis, dans le chapitre 2 sont décrites les caractéristiques principales des noyaux actifs de galaxie (AGN) comme sources potentielles de neutrinos. Ces sources ont été choisies comme objets "test" dans la recherche de sources potentielles. Enfin, le troisième chapitre est consacré au principe de détection et aux principaux résultats des télescopes à neutrinos en opération. La deuxième partie de la thèse est consacrée à la description technique du télescope à neutrinos ANTARES, et est composée de deux chapitres. Le chapitre 4 décrit le télescope ANTARES, l’acquisition et la sélection des données. Dans la dernière partie de ce chapitre, le travail effectué pour mesurer la perte d’efficacité des photomultiplicateurs (PMTs) en utilisant la ligne de base des taux de comptage des signaux est décrite. Le chapitre 5 est consacré à la simulation Monte Carlo. Les différents programmes de simulation utilisés par la collaboration ANTARES sont présentés, et les différents processus simulés sont décrits. Une contribution au programme officiel de génération des événements est décrite, relative à l’implémentation de la propagation des taus ainsi que l’ajout dans la simulation de 15 canaux de décroissance.La troisième partie est consacrée à la recherche de signaux cosmiques potentiels dans les événements enregistrés par ANTARES. Elle comporte 4 chapitres. Le chapitre 6 est une description de la méthode de recherche de signal, le chapitre 7 est dédié présente les principes d’une analyse fondée sur une fonction de corrélation à 2 points qui sera effectuée dans le chapitre 9 afin de chercher un éventuel excès de neutrinos cosmiques dont la distribution spatiale attendue est différente de celle des neutrinos atmosphériques. Cette méthode est particulièrement adaptée pour détecter l’effet collectif produit par des populations de sources ponctuelles faibles. Le chapitre 8 décrit la simulation du flux de neutrinos émis par des sources de type AGN. En utilisant la fonction de luminosité pour plusieurs classes d'AGN obtenu à partir d'observations en rayonnement X de ces objets et l'acceptance d'ANTARES, un ensemble de simulations de neutrinos provenant de populations d'AGN est obtenu en fonction de deux paramètres liés au nombre d'AGN dans la population et à leurs luminosités. L’analyse de ces événements avec la fonction de corrélation à deux points est détaillée dans le chapitre 9.
Mots-clés : Astroparticules
Type de document :
Thèse
Astrophysics [astro-ph]. Université Sorbonne Paris Cité, 2016. English. 〈NNT : 2016USPCC150〉
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Soumis le : mercredi 13 décembre 2017 - 09:28:37
Dernière modification le : mercredi 14 février 2018 - 03:20:54

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Rodrigo Gracia Ruiz. Search for populations of unresolved sources of high energy neutrinos with the ANTARES neutrino telescope. Astrophysics [astro-ph]. Université Sorbonne Paris Cité, 2016. English. 〈NNT : 2016USPCC150〉. 〈tel-01662335〉

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