Search for high energy cosmic neutrino point sources with ANTARES
Recherche de neutrinos cosmiques de haute-énergie émis par des sources ponctuelles avec ANTARES
Résumé
The aim of this thesis is the search for high energy cosmic neutrinos emitted by point sources with the ANTARES neutrino telescope. The detection of high energy cosmic neutrinos can bring answers to important questions such as the origin of cosmic rays and the $\gamma$-rays emission processes. In the first part of the thesis, the neutrino flux emitted by galactic and extragalactic sources and the number of events which can be detected by ANTARES are estimated. This study uses the measured $\gamma$-ray spectra of known sources taking into account the $\gamma$-ray absorption by the extragalactic background light. In the second part of the thesis, the absolute pointing of the ANTARES telescope is evaluated. Being located at a depth of 2475 m in sea water, the orientation of the detector is determined by an acoustic positioning system which relies on low and high frequency acoustic waves measurements between the sea surface and the bottom. The third part of the thesis is a search for neutrino point sources in the ANTARES data. The search algorithm is based on a likelihood ratio maximization method. It is used in two search strategies; ''the candidate sources list strategy'' and ''the all sky search strategy''. Analysing 2007+2008 data, no discovery is made and the world's best upper limits on neutrino fluxes from various sources in the Southern sky are established.
L'objectif de cette thèse est la recherche des neutrinos cosmiques de haute énergie émis par des sources ponctuelles avec le télescope á neutrino ANTARES. La détection des neutrinos cosmiques de haute énergie peut apporter des réponses à des problèmes importants comme l'origine des rayons cosmiques et les procédures d'émission des rayons $\gamma$. Dans la première partie de la thèse, le flux des neutrinos émis par des sources galactiques et extragalactiques et le nombre des événements qui peut être détecté par ANTARES sont estimés. Cette étude utilise les spectres des rayons $\gamma$ des sources connues en tenant compte de l'absorption de ces rayons par la lumière extragalactique diffuse. Dans la deuxième partie de la thèse, le pointage absolu du télescope ANTARES est étudié. Étant situé à une profondeur de 2475 m dans l'eau de mer, l'orientation du détecteur est déterminée par un système de positionnement acoustique qui utilise des ondes de basse et haute fréquences entre la surface de la mer et le fond. La troisième partie de la thèse est la recherche des sources ponctuelles de neutrinos avec les données d'ANTARES. L'algorithme de recherche est basé sur une méthode de maximisation du rapport de vraisemblance. Il est utilisé dans deux stratégies de recherche; ''la stratégie de recherche avec des sources candidates'' et ''la stratégie de recherche dans tout le ciel''. L'analyse des données de 2007+2008 n'a pas marqué une découverte. Les meilleures limites supérieures au monde sur les flux de neutrinos provenant des différentes sources dans l'Hémisphère Sud sont établies.
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