pdf (5 Mb) - Antares

RESUMELe télescope à neutrinos ANTARES est un détecteur sous-marin situé en mer Méditerranée. L’universétant transparent aux neutrinos, leur étude est un moyen unique d’améliorer nos connaissances sur lanature et l’origine des rayons cosmiques, ainsi que sur les mécanismes d’émission des sources astrophysiquesles plus puissantes de l’univers. Les neutrinos offrent en outre la possibilité d’ouvrir une nouvellefenêtre d’observation en énergie (> TeV) sur l’univers. Cette thèse est consacrée à l’étude du bruit defond principal du détecteur, dû au passage de muons atmosphériques produits lors de la désintégrationdes 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 dudétecteur, 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 atmosphériquesavec un détecteur à cinq lignes. Une présentation détaillée de la simulation utilisée y est présentée. Lapremière difficulté de détection des muons atmosphériques est due à la géométrie du détecteur, la secondeau fait que les muons atmosphériques arrivent souvent en gerbes et que le nombre de muons dans unegerbe à 2500 m de profondeur est encore inconnu. Une première étude basée sur des simulations permetde discriminer entre les muons seuls et les gerbes de muons. Une seconde étude est dédiée à la mesure duflux 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.Mots-clés : télescope, ANTARES, rayons cosmiques, neutrinos, étalonnage, muons atmosphériques,flux de muonsABSTRACTThe neutrino telescope ANTARES is a deep-sea detector located in the Mediterranean Sea. The universeis transparent to neutrinos, so their study provides a unique means of improving our knowledge ofthe nature of cosmic rays, their origins and their emission from the most powerful astrophysical sourcesin the cosmos. Neutrinos also offer the possibility of opening a new energy window (>TeV) for observationof the universe. This thesis is dedicated to the study of the main background noise of the detector, dueto the passage of atmospheric muons produced by high energy cosmic rays interacting with atmosphericnuclei.The first part of this thesis focuses on the study of the detector. The different characteristics and thecalibration of the detector as well as the techniques of monitoring the electronic are described.The second part of this thesis reports the various results obtained on the atmospheric muons withthe five line detector. A detailed presentation of the simulations used is presented. The first difficulty ofdetecting atmospheric muons is due to the geometry of the detector. The second is due to the fact that theatmospheric muons often arrive in bundles and that the number of muons in these bundles is unknownat a depth of 2500 m. A first study based on simulations makes it possible to discriminate between themuons alone and the bundles of muons. A second study is dedicated to the measurement of the muonflux depending on the slant depth. The measurement is compatible with the results of other instrumentswhen the systematic uncertainties are taken into account.Key-words : telescope, ANTARES, cosmic ray, neutrinos, calibration, atmosperic muons, muon flux