Étude spatio-temporelle des muons cosmiques avec macro et étude du détecteur plastique CR39

Abstract

Les rayons cosmiques (RC) constituent une source d’information très importante dans les domaines de l’astrophysique de la physique des particules et de la physique nucléaire. En plus d’être la seule matière qui arrive de l’extérieure de notre système solaire les rayons cosmiques constituent l’unique moyen pour l’étude des particules de très haute énergies qui peuvent aller jusqu’à 10 eV. L’un des problèmes de recherche qui présente un grand intérêt est l’étude de l’anisotropie spatiale et temporelle du flux des RC. A cet effet, la première partie de cette thèse a été consacrée à la recherche de sources des RC par différentes techniques et en utilisant un des plus grands détecteurs souterrains en fonction "Monopole Astrophysics and Cosmic Ray Observatory, MACRO" situé sous la massif du Gran Sasso en Italie. Parmi ces techniques on cite : 1) L’étude du caractère aléatoire du temps d’arrivée des RC en analysant les distributions des temps d’arrivée des muons secondaires. 2) La recherche de sources astrophysiques ponctuelles à travers tout le ciel ou en localisant la position d’une source déjà connue par son émission dans une autre région du spectre électromagnétique. Une étude de la variation saisonnière de l’intensité des muons et de sa corrélation avec les variations de la température en haute atmosphère a été également réalisée. La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à l’étude d’un détecteur plastique CR39 utilisé par MACRO pour la détection des monopoles magnétiques. Ainsi ce détecteur a été calibré aussi bien avec les ions relativistes qu’avec des ions lents. Comme application de ce détecteur en physique nous avons fait une recherche des monopoles magnétiques et nous avons étudié la formation des fragments nucléaires ayant des charges fractionnelles lors des collisions noyau-noyau à haute énergie par liaison d’un quark libre à noyau.