Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Lieu de soutenance : Laboratoire APC, Salle 454 A klee, 4ème étage (10, rue Alice Domon et Léonie Duquet, 75013 PARIS) Le télescope à neutrinos ANTARES est un détecteur sous-marin situé en mer Méditerranée. L’univers étant transparent aux neutrinos, leur étude est un moyen unique d’améliorer nos connaissances sur la nature et l’origine des rayons cosmiques, ainsi que sur les mécanismes d’émission des sources astrophysiques les plus puissantes de l’univers. Les neutrinos offrent en outre la possibilité d’ouvrir une nouvelle fenêtre d’observation en énergie (> TeV) sur l’univers. Cette thèse est consacrée à l’étude du bruit de fond principal du détecteur, dû au passage de muons atmosphériques produits lors de la désintégration des rayons cosmiques de haute énergie avec les noyaux de l’atmosphère. La première partie de cette thèse est dédiée à l’étude du détecteur. Les différentes caractéristiques du détecteur, son étalonnage ainsi que les techniques de réglages de l’électronique y sont détaillés. La seconde partie de cette thèse fait état des différents résultats obtenus sur les muons atmosphériques avec un détecteur à cinq lignes. Une présentation détaillée de la simulation utilisée y est présentée. La première difficulté de détection des muons atmosphériques est due à la géométrie du détecteur, la seconde au fait que les muons atmosphériques arrivent souvent en gerbes et que le nombre de muons dans une gerbe à 2500 m de profondeur est encore inconnu. Une première étude basée sur des simulations permet de discriminer entre les muons seuls et les gerbes de muons. Une seconde étude est dédiée à la mesure du flux de muons en fonction de la profondeur de détection. En prenant en compte les erreurs systématiques, la mesure est compatible avec les résultats d’autres instruments.