Perte d’énergie des particules cosmiques super-lourdes

Abstract

Dans cette thèse, on a présenté la perte d’énergie des monopôles magnétiques, des dyons, des nucléarites et des Q-balles dans la matière, dans la terre et dans les trois détecteurs de MACRO, les scintillateurs liquides, les tubes à streamer limités et le détecteur nucléaire solide a traces (CR 39). A cette fin, nous avons considéré les monopôles magnétiques de différentes charges g=2gD ,3gd, 6gd et 9gd de même que deux dyons g= gd+p et g=gd+Al représentant des systèmes liés d’un monopôle magnétique de charge unité avec le proton et le noyau d’aluminium. Nous avons considéré la terre comme constituée de deux parties : le manteau et le noyau. La différence existant entre les deux milieux est que le premier est un isolant et le second est un conducteur. De plus, ils ont des densités différentes ; la croûte a été considérée comme une partie du manteau mais ayant une densité différente. Tenant compte de la perte d’énergie des monopôles magnétiques et des dyons dans la terre, comme déjà modélisé, nous avons calculé l’acceptance géométrique de MACRO (détecteur des rayons cosmiques au Gran Sasso d’Italie) pour les monopôles et les dyons. On a aussi calculé la perte d’énergie des monopôles magnétiques et des dyons dans les trois détecteurs de MACRO. La lumière scintillante dans les scintillateurs liquides, l’ionisation dans les tubes à streamer limités et la REL (Restricted Energy Losses) dans le détecteur nucléaire solides à traces. Nous avons aussi calculé la perte d’énergie des nucléarites dans la terre et dans les trois détecteurs de MACRO ainsi que leur acceptance géométrique et la limite sur leur flux isotrope. Pour les Q-balles, nous avons réalisé que ceux chargées (SECS) interagissent comme la partie électrique des dyons et ceux neutres (SENS) ont une perte d’énergie géométrique indépendante de la vitesse. Nous avons aussi démontré que les Q-balles de types SECS peuvent être détectées par les trois détecteurs de MACRO, cependant les SENS ne peuvent être détectées que par les scintillateurs liquides et les tubes à streamer limités. Notre analyse de la perte d’énergie des Q-balles dans les détecteurs et dans la terre montre que la limite supérieure sur le flux des SENS est similaire à celle des monopôles de la catalyse de la désintégration du proton et la limite supérieure sur le flux des SECS est similaire à celle des dyons ayant la même charge électrique.