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Université Paris-Diderot - Paris VII (09/05/2006), Cyril Lachaud (Dir.)
Propagation et distribution sur le ciel des rayons cosmiques d'ultra-haute
énergie dans le cadre de l'Observatoire Pierre Auger
Éric Armengaud1
(09/05/2006)

L'origine des rayons cosmiques d'ultra haute énergie reste une énigme de
la physique contemporaine, que l'Observatoire Pierre Auger, détecteur
hybride d'une taille inégalée, va tenter de résoudre. L'observation
directe des sources de ces particules, ou de structures à grande échelle
sur le ciel associées à ces sources, est un des premiers objectifs de
cet observatoire. De telles observations permettront aussi de contraindre la
propagation des rayons cosmiques, qui, entre leurs sources et la Terre,
subissent d'une part des interactions sur des fonds de photons de basse
énergie, et d'autre part des déflections dans des champs magnétiques
astrophysiques.
Cette thèse comprend deux volets, afin d'observer les sources des rayons
cosmiques avec l'Observatoire Auger et de les modéliser.

Nous commençons par décrire en détail l'Observatoire Pierre Auger,
et nous intéressons ensuite à l'acceptance de son détecteur de surface
afin de pouvoir construire des cartes de couverture précise du ciel, outil
indispensable à l'étude des anisotropies. Nous présentons ensuite des
méthodes de recherche d'anisotropies sur le ciel, et analysons les deux
premières années de prise de données de l'Observatoire.

Après une description des phénomènes susceptibles d'influencer la
propagation et l'observation de sources de rayons cosmiques d'ultra-haute
énergie, nous présentons des simulations numériques destinées à
prédire des observables telles que le spectre, les anisotropies et la
composition mesurables par Auger, en fonction de différents modèles
astrophysiques. Nous montrons que les champs magnétiques extragalactiques
peuvent jouer un rôle crucial, surtout si les rayons cosmiques sont en
partie des noyaux lourds. Enfin, nous montrons que la propagation de ces
particules depuis une source proche génère des flux secondaires de
rayons gamma qui pourront être détectés par des télescopes gamma au
TeV.
1 :  APC - UMR 7164 - AstroParticule et Cosmologie
Physique/Physique mathématique

Mathématiques/Physique mathématique
rayons cosmiques – ultra-haute énergie – Observatoire Pierre
Auger – anisotropies – champs magnétiques extragalactiques
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