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RESULTATS DE L’EXPERIENCE AMS-02. PLAN. Rayons cosmiques Expérience AMS Mesure de la fraction de positons Flux d’électrons et de positons Flux de protons et de noyaux d’hélium Rapport bore sur carbone. Références : Phys. Rev. Lett. 110, 14 (2013) C onférence ICRC 2013. - PowerPoint PPT Presentation
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6 juin 2014
Vincent Poireau, LAPP Annecy1
RESULTATS DE LEXPERIENCE AMS-02
Rayons cosmiques
Exprience AMS
Mesure de la fraction de positons
Flux dlectrons et de positons
Flux de protons et de noyaux dhlium
Rapport bore sur carbone
PLAN2Vincent PoireauRfrences : Phys. Rev. Lett. 110, 14 (2013)Confrence ICRC 20132LES RAYONS COSMIQUESVincent Poireau3Rayonnement cosmique12 ordres de grandeur en nergie100 MeV 1020 eV30 ordres de grandeur en fluxFlux isotropeSpectre en loi de puissanceProvenanceDe lextrieur du systme solaireE0) ou e- (Z 0 : comptage des positons
Z < 0 : comptage des lectrons
FRACTION DE POSITONS27Vincent Poireau
Confusion de chargePour certaines nergies, signe de la charge difficilement mesurable confusion4 % 350 GeV corrig grce au MC
Deux sourcesDiffusions multiples et rsolution du trajectographeTraces secondaires produites le long de la trace du lepton primaireFRACTION DE POSITONS28Vincent Poireau
Fraction de positons augmente de 10 ~250 GeVAprs 20 GeV, la pente diminue dun facteur 10Pas de structure fine dans le spectreFRACTION DE POSITONS29Vincent Poireau
Comparaison avec les autres expriencesFRACTION DE POSITONS30Vincent Poireau
Modulation solaireFRACTION DE POSITONS31
Rsultat AMSPrdiction Salati et al.Source de positons ncessaire !Prdiction thorique de la fraction de positonsPositons naturellement produits par les rayons cosmiques par spallation
Au-del de 10 GeV, remonte observe pour la fraction de positonsIncompatible avec production des secondairesUne source de positons primaires est ncessaire !Quelle est la source de positons ?Celle-ci est proche car les positons ne se propagent pas plus que quelques kpc
31Fit des donnes avec un modle minimalPositonsFlux secondaire+ source
ElectronsFlux primaire et secondaire+ mme source
Le fit est satisfaisant, ce qui montre que les donnes peuvent tre dcrites par une source e+/e- communeFRACTION DE POSITONS32Vincent Poireau
Matire noire = 26 % du contenu de luniversObservation : courbe de rotation de galaxies, mission en rayons X, effets de lentilles gravitationnellesMeilleur candidat : particule massive et interagissant trs faiblement WIMP
Annihilation de matire noire dans notre GalaxieAnnihilation des WIMPs production particules-antiparticules source de positonsVisible dans la fraction et le flux de positons
Prdiction du taux de production et du fluxPrdiction du flux doit tre multiplie par un facteur damplification (>100) pour rendre compte de lexcs
Peu probable quAMS ait observ une manifestation indirecte de la matire noire
INTERPRTATION : MATIRE NOIRE33Vincent Poireau
33toiles neutrons tournant sur elles-mmes grande vitesse avec un fort champ magntique200 pulsars moins de 2 kpc de la TerreSeulement un petit nombre capable dmettre des positonsMcanismelectrons arrachs de la surface par les champs forts lectrons produisent des photons synchrotron photons produisent paires e+-e- certains schappent du pulsarPrdiction prcise trs difficilePoints clsMesurer sparment les flux de e+ et e-Mesurer lanisotropieDirection privilgie ?INTERPRTATION : PULSARS34Vincent Poireau
34INTERPRTATION : ACCLRATION SECONDAIRES35Vincent Poireau
e-p
e- primairesp primairesp+He secondairesp+He secondaires acclrsarxiv:1402.0855
Production et acclration des secondaires dans les restes de supernovasConsquencesAugmentation haute nergiede la fraction de positonsdes antiprotonsdu borePrdictions vrifiables dans un futur proche
Il faut maintenant mesurer plus haute nergieLe flux diminuant en 1/E3, il faut accumuler beaucoup de statistique pour obtenir une rponse jusqu 1 TeVLa fraction monte-t-elle, reste-t-elle constante ou redescend-elle ??Information importante par rapport aux diffrents modlesPermet de discriminer entre matire noire et pulsarsFRACTION DE POSITONS
?36
36FLUX DELECTRONS ET DE POSITONS, ET ANISOTROPIEVincent Poireau37Les flux apportent plus dinformation pour les modles que la fractionOn obtient le flux viaA acceptance, Trig et sel efficacits du trigger et de la slection, T temps dexposition
FLUX DELECTRONS ET POSITONS38Vincent Poireau
ICRC PrliminaireICRC PrliminaireCassure dans la pente 30 GeVFlux multiplis par E3Flux dlectronsFlux de positons38Pour la somme des flux, dsaccord net avec La mesure de Fermi 10-100 GeVLes structures vues hautes nergiesSouligne limportance de ces mesures dAMS AMS mesurera avec une rsolution de 2 % en nergie 1 TeVFLUX DELECTRONS ET POSITONS39Vincent Poireau
ICRC PrliminaireFlux de la somme dlectrons et de positons ( E3)39Les observations montrent lexistence dun nouveau phnomne crant des positonsCette nouvelle source peut induire une anisotropie des positonsAMS : les fluctuations relatives de la fraction de positons ne montrent pas danisotropie significativeLimite sur le paramtre danisotropie dipolaire
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