Thèse soutenue

Développement et caractérisation de photomultiplicateurs hémisphériques pour les expériences d'astroparticules : étalonnage des détecteurs de surface et analyse des gerbes horizontales de l'obervatoire Pierre Auger

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Auteur / Autrice : Damien Dornic
Direction : Tiina Suomijärvi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Terre, océan, espace. Astroparticules
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

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Résumé

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Les photomultiplicateurs sont au coeur de la plupart des expériences d'astroparticules. Dans ce cadre, nous avons étudié et caractérisé des photomultiplicateurs (PM) hémisphériques fabriqués par la Société Photonis. La première partie de cette thèse est consacrée à la caractérisation complète de deux types de multiplicateurs couramment utilisés dans les PM de grande dimension. Nous montrons ensuite les résultats obtenus avec un PM équipé d��une nouvelle photocathode développée pour améliorer le rendement quantique. Pour finir cette partie, nous présentons les résultats sur l’évolution des principaux paramètres des PM en fonction de la dimension (5, 8 et 10 pouces). La deuxième partie est consacrée à l’étude de la réponse des détecteurs Čerenkov à eau du réseau surface aux particules des gerbes et à l’analyse des gerbes horizontales avec l’Observatoire Pierre Auger. De nombreuses mesures faites sur plusieurs détecteurs tests ont permis de mettre au point une simulation du détecteur réaliste qui sera utilisée ensuite dans la procédure de reconstruction de l’énergie des gerbes et de déterminer les paramètres clefs de l’étalonnage des détecteurs de surface. Le type de détecteur choisi pour instrumenter le réseau de surface permet d’avoir une bonne sensibilité aux événements horizontaux (angle zénithal supérieur à 70°). Nous avons mis au point des méthodes spécifiques d'analyse pour ces événements. Cette procédure a été appliquée aux données d’Auger afin d’obtenir le spectre en énergie des gerbes horizontales. Nous finissons cette partie en détaillant deux méthodes pour tester directement les prédictions des modèles hadroniques en étudiant la composante muonique des gerbes.