Download or read book Recherche de mati re noire observation du centre galactique avec H E S S et modernisation des cam ras de H E S S I written by Valentin Lefranc and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le réseau de 5 télescopes Tcherenkov au sol H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) permet de détecter des rayons gamma à très hautes énergies (E>50GeV) pour sonder les phénomènes non thermiques les plus violents de l'univers. Ces rayons gamma peuvent provenir de l'annihilation de particules de matière noire. L'astronomie gamma permet donc de rechercher les signatures de l'annihilation de particules de matière noire dans les régions denses de l'univers. Cette thèse est composée de trois parties. Après un bref rappel sur l'instrument H.E.S.S., sont présentés en premier lieu les tests de performance effectués pour l'étalonnage de la nouvelle électronique utilisée pour la modernisation des caméras des quatre télescopes CT1 à 4. L'analyse des premières données de la caméra CT1 modernisée montre la réduction du temps mort de lecture du réseau qui permettra de bénéficier pleinement de la stéréoscopie entre les 5 télescopes du réseau. La deuxième partie de la thèse traite des 10 ans d'observations de la région du Centre Galactique avec H.E.S.S. ainsi que les récentes observations obtenues avec l'ajout en 2012 du télescope de 28 mètres de diamètre (CT5) au centre du réseau. L'analyse des données de CT5 en direction de la source centrale HESS J1745-290 permet d'avoir accès aux événements aux plus basses énergies accessibles avec H.E.S.S. (100 GeV). Le spectre de la source centrale est en très bon accord avec celui de HESS J1745-290 mesuré avec CT1-4 et les données en dessous de 150 GeV permettent de raccorder ce dernier à celui de la source Fermi 3FGHL J1745.6-2859c.Dans la troisième partie, les 10 ans de données dans la région du Centre Galactique avec la première phase de H.E.S.S sont analysés pour rechercher un signal d'annihilation de matière noire à l'aide d'une méthode de vraisemblance utilisant les caractéristiques spectrale et spatiale du signal de matière noire par rapport à celles du bruit de fond. En l'absence de signal matière noire, les contraintes sont calculées sur la section efficace d'annihilation et, pour la première fois, un réseau de télescope Tcherenkov au sol est capable de sonder la section efficace d'annihilation thermique dans le cas d'un profil de matière noire piqué. La sensibilité sur la section efficace d'annihilation de l'instrument H.E.S.S. utilisant CT5 est ensuite présentée vers le Centre Galactique et la galaxie naine récemment découverte Reticulum II. La dernière partie de cette thèse étudie le potentiel du futur réseau de télescopes Tcherenkov CTA, (Cherenkov Telescope Array) pour la détection d'un signal d'annihilation de matière noire. Vers la région du Centre Galactique le signal de matière noire attendu est significativement augmenté par la contribution de rayons gamma produits par effet Compton inverse d'électrons et positrons énergétiques sur les champs de radiation ambiants. La sensibilité obtenue permet à CTA de sonder la section efficace d'annihilation thermique dans tous les canaux d'annihilation dans le cas d'un profil de matière noire piqué. L'impact sur la sensibilité de CTA des erreurs systématiques et de l'émission diffuse mesurée par Fermi est aussi montré. Dans le cas des galaxies naines satellites de la Voie Lactée, les performances de CTA permettent de les considérer comme des objets spatialement étendus, et d'obtenir une sensibilité compétitive avec celle du Centre Galactique dans le cas d'un profil à cœur de plusieurs kpc. Dans le cas d'un signal de matière noire de type ligne, CTA sera capable de contraindre fortement des modèles spécifiques de matière noire au TeV grâce à l'effet Sommerfeld, comme le Wino et le MDM-5plet.

Download or read book Observations du centre galactique et recherche de signaux exotiques avec H E S S written by Matthieu Vivier and published by . This book was released on 2012 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’astronomie gamma des très hautes énergies a pour but d’étudier l’origine du rayonnement cosmique. Cette nouvelle discipline, née il y a une trentaine d’années, sonde les mécanismes d’accélération des particules chargées dans divers objets astrophysiques (pulsars, trous noirs, reste de supernovae...) via leur émission gamma . L’astronomie gamma est aussi un formidable moyen pour la recherche de phénomènes exotiques et de nouvelle physique. Cette thèse se penche sur trois sujets de physique fondamentale qui peuvent être étudiés des très hautes énergies : l’accélération des particules chargée au voisinage d’un trou noir supermassif, l’évaporation de trous noirs primordiaux, et enfin la recherche indirecte de matière noire. Le support commun à toutes ces études est l’analyse des données récoltées par l’expérience HESS (High Energy Stereoscopic System) qui observe le ciel dans le domaine des photons gamma d’énergie supérieure à 100 GeV. Cette thèse présente tout d’abord les aspects et les enjeux de l’astronomie gamma des très hautes énergies ainsi que le fonctionnement du détecteur HESS. Les méthodes d’analyse utilisées dans la suite pour interpréter les données sont aussi détaillées. Un premier sujet lié à l’astrophysique des trous noirs est abordé dans cette thèse, et concerne les observations par HESS de la région du Centre Galactique. Les observations menées depuis 2004 ont mis en évidence une émission gamma dont l’origine reste inconnue. Le spectre et la variabilité de la source gamma sont étudiés en détails pour essayer d’interpréter le signal gamma en terme d’accélération de particules au voisinage de Sgr A*, le trou noir supermassif situé au centre dynamique de la Voie Lactée. L’ensemble des données récoltées par HESS est ensuite utilisé pour la recherche de sursauts de photons gamma signant l’évaporation de trous noirs primordiaux. Les trous noirs primordiaux sont des objets exotiques qui peuvent avoir été créés lors des tous premiers instants de l’Univers. L’émission gamma au Centre Galactique empêche la détection d’un éventuel signal de matière noire. A l’instar du Centre Galactique, les galaxies naines sphéroïdales du groupe local sont des objets dépourvus de fond astrophysique et sont donc des cibles intéressantes. Dans la dernière partie de cette thèse, une présentation synthétique de nos connaissances actuelles sur les propriétés de la matière noire est faite. Les données prises par HESS en direction de la galaxie naine Canis Major du Sagittaire, sont alors interprétées en terme d’annihilation de matière noire pour dériver des contraintes sur des modèles de physique des particules susceptibles de décrire ses propriétés.

Download or read book Etalonnage des cam ras de l exp rience d astronomie H E S S et observations du Centre Galactique au del de 100 GeV written by Loïc Rolland and published by . This book was released on 2005 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'expérience H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) est constituée de quatre imageurs Cherenkov atmosphériques dédiés à l'observation de sources astrophysiques de l'hémisphère austral émettant des photons au delà de 100 GeV. Cette thèse présente le fonctionnement de cet instrument ainsi que toute la chaîne d'analyse associée. Les méthodes d'étallonnage du système sont détaillées et les erreurs systématiques sur l'amplitude des images sont estimées.Ensuite, une méthode d'analyse des données, basée sur un modèle semi-analytique de développement des gerbes électromagnétiques dans l'atmosphère, est expliquée. Des méthodes de reconstruction du spectre en énergie et de la morphologie des sources de γ haute énergie sont présentées puis appliquées à la Nébuleuse du Crabe.Les erreurs systématiques associées à l'analyse spectrale sont estimées. Cette chaîne d'analyse est ensuite utilisée pour étudier l'émission du Centre Galactique au delà de 100 GeV.Les différentes observations menées en 2003 et 2004 ont mis en évidence un signal dont l'origine n'est pas encore connue. Le spectre, la variabilité et la morphologie de la source sont etudiés. De nombreux candidats sont proposés, en particuloer le trou noir supermassif Sgr A* situé au centre dynamique de la Voie Lactée, le reste de supernova Sgr A Est ou des intéractions de particules accélérées sur le mileu dense de cette région. Dans cette thèse, le signal est interprété comme provenant de l'annihilation de particules de matière noire non baryonique (neutralinos ou bosons de Kaluza-Klein) dans un réseau dense situé au Centre Galactique. Cette analyse indique que le signal ne provient pas exclusivement d'annihilation de matière noire dans le cadre des modèles étudiés, et que la composante dominante serait donc de nature astrophysique.

Download or read book Study of the Galactic Center and Dark Matter Search with H E S S written by Lucia Rinchiuso and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The H.E.S.S. (High Energy Spectroscopic System) experiment is an array of five Cherenkov telescopes that observe the sky in gamma-rays from about 100 GeV up to several ten TeV.Gamma rays are produced in violent non-thermal phenomena in the Universe in the neighborhood of pulsars, supernovae, black holes, ..., and could also be produced by the annihilation of dark matter particles.Numerous cosmological and astrophysical probes suggest that 85% of the total matter budget in the Universe is of unknown origin. This component of matter known as dark matter is non baryonic and could consist of yet undiscovered particles which privileged candidates are arguably massive particles with electroweak couplings with ordinary matter (WIMPs).Dark matter particles may annihilate into Standard Model particles in dense regions of the Universe. Among the annihilation products are photons which detection at high energy with ground-based Cherenkov telescopes could bring unique information on the nature of the dark matter.H.E.S.S. observes dark-matter-dense regions of the sky such as the Galactic Center and dwarf galaxy satellites of the Milky Way. A study on the interpretation of an excess of gamma-rays detected by H.E.S.S. at the Galactic Center in terms of acceleration of protons by a population of unresolved millisecond pulsars is performed.10 years of observations of the Galactic Center with the four-telescope H.E.S.S.-I array, five years of data taking towards the Galactic Center region with the full H.E.S.S.-II array and a two-years dataset towards newly discovered dwarf spheroidal galaxies are analyzed. The search for dark matter annihilation signals towards these targets provided the strongest limits so far on dark matter annihilation cross section in gamma rays of TeV energies. The potential of dark matter detection with the upcoming Cherenkov Telescope Array (CTA) towards the inner Galactic halo are studied. They may annihilate into Standard Model particles in dense regions of the Universe. Among the annihilation products are high energy photons. The detection of these photons with ground-based Cherenkov telescopes may reveal the nature of the dark matter. H.E.S.S. have observed some dark-matter-dense regions of the sky likethe Galactic Center and dwarf galaxies satellites of the Milky Way. In this work 10 years of observations of the Galactic Center with the four-telescopes H.E.S.S.-I array, five years of data taking towards the Galactic Center region with the full H.E.S.S.-II array and a two-years dataset towards newly discovered dwarf spheroidal galaxies are analyzed. The searches for dark matter annihilation signals towards these targets produced the strongest limits so far on dark matter annihilation cross section in gamma rays of TeV energies.Perspectives of dark matter detection with the future array CTA (Cherenkov Telescope Array) towards the inner Galactic halo are also discussed. A study on the interpretation of an excess of gamma-rays detected by H.E.S.S. at the Galactic Center in terms of acceleration of protons by a population of unresolved millisecond pulsars complements the dark matter searches.

Download or read book De la recherche de mati re noire l mission diffuse de rayons gamma dans l exp rience H E S S written by Aldée Charbonnier and published by . This book was released on 2010 with total page 231 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'astronomie gamma de très haute énergie (E>30 GeV) révèle la présence de processus non thermiques dans l'Univers, et est devenue une discipline à part entière depuis quelques années. La majorité des objets observés jusqu'à présent sont ponctuels ou peu étendus spatialement. Des émissions diffuses sont néanmoins attendues, issues de l'interaction des rayons cosmiques se propageant dans la Galaxie avec le milieu interstellaire. Une étude préliminaire du potentiel de détection de ces émissions est entreprise pour le réseau de télescopes H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System). Cet instrument, fonctionnant depuis 2004, détecte la lumière Cherenkov émise par les gerbes de particules atmosphériques générées par les photons de très haute énergie. La méthode classique de soustraction de fond "On-Off" est étudiée. L'influence du bruit de fond de ciel sur le taux d'événements enregistrés est également analysée. La deuxième thématique de cette thèse concerne le potentiel de détection de la matière noire avec l'expérience H.E.S.S. Un code (basptisé CLUMPY) basé sur une approche semi-analytique est présenté. Il permet de calculer le flux de rayons gamma en provenance de l'annihilation de particules de matière noire, pour les structures et sous-structures de la Galaxie, les distributions étant spécifiées par l'utilisateur. Finalement, l'observation par H.E.S.S. de la galaxie naine sphéroïde Carina pendant ~15h a permis de placer une limite supérieure sur la section efficace d'annihilation du neutralino à ~1e-22 cm3/s.

Download or read book Recherche Indirecte de Mati re Noire Avec L exp rience H E S S written by Matthieu Kieffer and published by . This book was released on 2015 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: