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

Avancées en Physique des Astroparticules

Quatre années de données avec l'observatoire AUGER : qu'avons-nous appris sur les rayons cosmiques ?
Premières conclusions et perspectives pour l'avenir du domaine

Anne LEMIERE
Institut de physique nucléaire d'orsay (IPN)

Cours

Les rayons cosmiques (RC) ultra- énergétiques font l'objet de recherches théoriques et observationnelles intenses depuis plusieurs décennies pourtant leurs conditions de production et d'accélération restent toujours énigmatiques. Ces dernières années ont ete marquées par l'avènement de l'observatoire Auger dont la construction s'est achevée en 2008, et qui en quatre années de prise de données a déjà apporté son lot de réponses et ouvert de nouvelles perspectives au domaine. Le premier cours est une introduction générale aux RC et aux méthodes de détection et la présentation d'AUGER, les deux suivants sont chacun une présentation détaillée des résultats de AUGER en deux parties : -  Spectre/limite en photons/composition - Anisotropies (grande et petite échelle).

Cours 1
Introduction aux rayons cosmiques d'ultra haute énergie et aux techniques de détection
  1. Introduction aux Rayons cosmiques
  2. Techniques de detection
  3. AUGER, un detecteur hybride
 AUGER
Résultats expérimentaux et implications
Cours 2
Spectre et composition
  1. Le spectre
  2. La composition
Cours 3
Anisotropies
  1. Recherche d'anisotropies à "basse energie"
  2. Recherche de sources à haute énergie
Conclusions et perspectives


RESUME

Dans ce cycle de trois cours, nous tirerons un premier bilan des mesures d'Auger, tenterons de dégager les premières conclusions et de donner quelques perspectives pour l'avenir. Après une introduction générale aux problématiques associées a la physique des rayons cosmiques ultra-énergétiques, j'aborderai la phénoménologie des gerbes atmosphériques et les méthodes de détection, pour en venir a la présentation de l'Observatoire Pierre Auger. La suite du cours (cours II et III) consistera en une revue approfondie des résultats expérimentaux obtenus avec cet observatoire après plus de quatre années de donnes cumules. A l'occasion de cette revue j'aborderai tour a tour les mesures de la distribution spectrale, de la composition et de la direction d'arrivee des RC tout en les reliant aux questions de l'origine et du transport des particules chargées dans les différents domaines d'énergie. Une attention particulière sera donnée à la description de certaines méthodes d'analyse et la discussion des implications physiques de ces résultats a la lumière des dernières avancées théoriques. Enfin, je tenterai de donner quelques perspectives pour le futur de cette discipline.

BIBLIOGRAPHIE
  • Astrophysical Sources of Cosmic Rays and Related Measurements with the Pierre Auger Observatory (ICRC 09) http://arxiv.org/abs/0906.2347
  • Studies of Cosmic Ray Composition and Air Shower Structure with the Pierre Auger Observatory (ICRC 09)
    http://arxiv.org/abs/0906.2319
  • The Cosmic Ray Energy Spectrum and Related Measurements with the Pierre Auger Observatory (ICRC 09)
    http://arxiv.org/abs/0906.2189
  • Rayons cosmiques et rayonnement du cosmos - Habilitation a Diriger des Recherches, Etienne PARIZOT
  • Propagation et distribution sur le ciel des UHECRs dans le cadre de l'observatoire Pierre Auger - Thèse de Eric Armengaud (2006)

 

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