Recherche de monopôles magnétiques avec le télescope à neutrinos ANTARES

Search for magnetic monopoles with the ANTARES neutrino telescope

• Auteur / Autrice : Nicolas Picot-Clemente
• Direction : José Busto, Stéphanie Escoffier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules et astroparticules
• Date : Soutenance le 07/10/2010
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et sciences de la matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de physique des particules de Marseille (CPPM)
• Jury : Président / Présidente : Eric Kajfasz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : José Busto, Stéphanie Escoffier, Eric Kajfasz, Juan Jose Hernandez Rey, Sylvie Lees-Rosier, Jean Orloff, Eric Plagnol
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Juan Jose Hernandez Rey, Sylvie Lees-Rosier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neutrinos -- Interactions

Détecteurs de Čerenkov

Télescopes

Muons

Mots clés libres

Antares

Neutrinos

Résumé

Le télescope à neutrinos ANATARES est situé à 2500 mètres de profondeur, et est composé d'un réseau de 900 photomultiplicateurs installés pour la détection de la lumière Cherenkov émise par les muons, induits par l'interaction de neutrinos avec la matière, et dans le but de reconstruire leur direction. Cependant en outre d'être en mesure de détecter des neutrinos de hautes énergies, les télescopes à neutrinos pourraient mesurer le passage de monopoles magnétiques dans le détecteur. Dans ce travail, ont été présentées tout d'abord les différentes méthodes d'étalonage utilisées afin de caractériser les photomultiplicateurs, qui sont le coeur d'un télescope à neutrinos. La possibilité de détecter des monopoles magnétiques avec ANTARES a ensuite été abordée, puis une première analyse optimisée pour la recherche de monopoles de hautes vitesses a montré la grande sensibilité offerte par le télescope. Enfin, un algorithme de reconstruction de traces a été modifié, et une nouvelle analyse, cette fois sensible sur une plus grande gamme de vitesse a été effectuée. Après l'application de la dernière analyse sur les données prises en 2008 par le télescope ANTARES, de nouvelles limites supérieures sur le flux de monopoles magnétiques de masse inférieure à 10^{14} GeV ont finalement été obtenues, et sont les meilleures contraintes expérimentales sur leur flux pour la région de vitesse eta = [0.65, 0.995]

The ANTARES neutrino telescope is located at 2500 m depth, and is composed by an array of 900 photomultipliers to detect the Chrenkov light emitted by muons, induced by the neutrino interactions with matter, and in otrder to reconstruct their direction. Moreover, except the ability of detecting high enerdy neutrinos, neutrino telscopes could measure the crossing of magnetic monopoles in the detector. In this work, were first presented the differet calibration methods used in order to calibrate the photomultipliers, which are the heart of a neutrino telescope. The possibility of detecting magnetic monopoles with ANTARES has then been discussed, and a first analysis optimised for the search of magnetic monopoles with hight velocities showed the high sensitivity offered by the telescope. Finalmly, a track reconstruction algorithm has been modified, and a new analysis, this time sensitive over a larger range of velocities was performed. After the application of the analysis on data taken in 2008 by the ANTARES telescope, new ipper limits ont eh magnetic monopole flux, for masses below 10^{14} GeV were obtained, and are the best experimental constraints on their flux for the velocity region eta = [0.65, 0.995]