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Etude des fonds diffus galactiques et extragalactiques avec l’expérience HESS et le satellite Fermi et recherche de la matière noire dans l’Univers.

Equipe thématique « Nature et origine du Rayonnement Cosmique de Hautes Energies » ; expérience : HESS

Directeur de thèse : Pascal Vincent

tél : 01 44 27 48 43

e-mail : vincentp in2p3.fr

Titre : Etude des fonds diffus galactiques et extragalactiques avec l’expérience HESS et le satellite Fermi et recherche de la matière noire dans l’Univers

L’une des pierres angulaires du modèle standard cosmologique est la présence de matière noire, non identifiée, représentant environ 80% de toute la matière dans l’Univers. Certains modèles de la physique des hautes énergies prédisent l’existence de nouvelles particules massives interagissant faiblement (WIMPs). Les modèles super-symétriques prévoient l’existence de particules stables qui constituent de bons candidats pour cette matière manquante de l’univers ; des modèles de dimensions supplémentaires sont également proposés et la recherche des particules de Kaluza-Klein en sont une représentation minimale. L’étude des émissions diffuses galactiques et extragalactiques sont des domaines de recherches propices à la recherche de la nature de matière noire. Les signaux issus des annihilations ou de désintégrations (si la R-parité n’est pas conservée) des candidats à cette matière sont dilués dans ce fond diffus. La possibilité que des anomalies dans les observations par rapport aux modèles de fonds diffus soient la manifestation de la présence de ces particules motive une très large communauté scientifique. Deux expériences, le réseau HESS de cinq télescopes à effet Cherenkov, installé en Namibie, et le satellite Fermi sont à la pointe de ces travaux. Le groupe HESS du LPNHE a conçu et réalisé les caméras des télescopes de l’expérience. L’installation, récente, du cinquième télescope (2012), au sein du premier réseau, améliore la sensibilité et abaisse le seuil en énergie du système ; permettant désormais une analyse plus précise des données de HESS, et de combler l’intervalle en énergie qui les séparait des données de Fermi. Le groupe participe à l’analyse et à l’interprétation des données de cette expérience et exploite également les données du satellite Fermi. Les enjeux de cette étude sont non seulement de comprendre et de modéliser ces phénomènes mais aussi de déceler des écarts aux prédictions pouvant être attribués à la présence de matière noire. Des techniques d’analyse adaptées à ces signaux sont à l’étude pour comparer les différentes régions du ciel et confronter les modèles. L’analyse des données de H.E.S.S. combinées à celles de Fermi, disponible à la communauté, permettra de couvrir un vaste spectre en énergie, entre quelques centaine de MeV à plusieurs dizaines de TeV ; soit près de six ordres de grandeur.

Lieu de travail : LPNHE - Paris

Déplacements éventuels : Pays membres de la collaboration (Allemagne, Angleterre, Pologne, République Tchèque, Suède, Autriche ...), Namibie (site de l’expérience) et site des conférences.

Documentation :

Contact :

Ecole doctorale de rattachement :
Ecole doctorale Sciences de la Terre et de l’Environnement et Physique de l’Univers

Lien sur les offres de thèse et candidature : http://ed109.ipgp.fr/index.php/Offres_de_th%C3%A8se

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