Ecole de Physique des Astroparticules
7 -12 septembre 2009
OHP, Saint Michel l'Observatoire

Avancées en Physique des Astroparticules

Est-on en train de découvrir la Matière Noire avec les rayons cosmiques ?

Marco CIRELLI
Institut de Physique Theorique - CEA/Saclay (IPhT)

Cours I : Modèle Indépendent
  1. Introduction sur la Matière Noire (DM)
  2. Détection indirecte de DM
  3. Les données de PAMELA, ATIC, FERMI et leurs implications sur les propriétés de la DM
  4. Explications alternatives astrophysiques?
  5. Les données gamma et radio et leurs implications sur les propriétés de la DM
Cours II : Modèles et outils
  1. Difficultés des modèles traditionnels
  2.  "enhancements" (effet Sommerfeld, effet de résonance...)
  3.  WIMP lourds : Minimal DM
  4.   Nouveaux modèles pour la DM

RESUME
La Matière Noire constitue plus que 80% du montant total de la matière dans l'Univers, pourtant presque rien est connu au sujet de sa nature. Une technique puissante de recherche est celle de rechercher les produits des annihilations des particules de Matière Noire dans le halo galactique, melangés aux rayons cosmiques ordinaires. Les données récentes du satellite PAMELA et d'un certain nombre d'expérience sur ballon ont rapporté des excès inattendus dans les flux mesurés des rayonnements. Est-ce que ceux-ci les premières évidences directes sont pour la Matière Noire ? Si oui, quel modèle de Matiere Noire et quels candidats peuvent-ils expliquer ces anomalies et qu'impliquent-ils pour de futures recherches ?
BIBLIOGRAPHIE
  • Une revue sur la Matière Noire
    • "Particle dark matter: Evidence, candidates and constraints", G.Bertone, D.Hooper and J.Silk, Phys. Rept. 405 (2005) 279 [arXiv:hep-ph/0404175]

  • Résultats experimentaux de PAMELA, ATIC et FERMI
    • "An anomalous positron abundance in cosmic rays with energies 1.5.100 GeV", O.Adriani et al. [PAMELA Collaboration], ` Nature 458 (2009) 607 [arXiv:0810.4995 [astro-ph]
    • "An Excess Of Cosmic Ray Electrons At Energies Of 300-800 Gev", J.Chang et al.,Nature 456 (2008) 362
    • "Measurement of the Cosmic Ray e+ plus e- spectrum from 20 GeV to 1 TeV with the Fermi Large Area Telescope", A.Abdo et al., Phys. Rev. Lett. 102 (2009) 181101 [arXiv:0905.0025 [astro-ph.HE]

  • Analyses phénoménologiques
    • "Model-independent implications of the e+, e-, anti-proton cosmic ray spectra on properties of Dark Matter", M.Cirelli, M.Kadastik, M.Raidal and A.Strumia, Nucl. Phys. B 813 (2009) 1 [arXiv:0809.2409 [hep-ph]
    • "Gamma-ray and radio tests of the e+e- excess from DM annihilations", G.Bertone, M.Cirelli, A.Strumia and M.Taoso, JCAP 0903 (2009) 009 [arXiv:0811.3744 [astro-ph]]
  • Un modèle théorique (…parmi des centaines)
    • "A Theory of Dark Matter",AN.Arkani-Hamed, D.P.Finkbeiner, T.R.Slatyer and N.Weiner, Phys. Rev. D 79 (2009) 015014 [arXiv:0810.0713 [hep-ph]].

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