Search for cosmic sources of high energy neutrinos with the AMANDA-II detector

• Main Author: Labare, Mathieu
• Other Authors: Bertrand, Daniel, Tiniakov, Petr, Wilquet, Gaston, Hanson, Kael, Baret, Bruny, Finley, Chad
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: Universite Libre de Bruxelles 2010
• Subjects: Physique; Neutrinos; Cosmic rays; Rayonnement cosmique; False Discovery Rate; statistical method; South Pole; South pole
• Online Access: http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210183; https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/210183/1/7b54ef86-6a8e-4b51-981d-1a9a18b09498.txt

AMANDA-II est un télescope à neutrinos composé d'un réseau tri-dimensionnel de senseurs optiques déployé dans la glace du Pôle Sud. Son principe de détection repose sur la mise en évidence de particules secondaires chargées émises lors de l'interaction d'un neutrino de haute énergie (> 100 GeV) avec la matière environnant le détecteur, sur base de la détection de rayonnement Cerenkov. Ce travail est basé sur les données enregistrées par AMANDA-II entre 2000 et 2006, afin de rechercher des sources cosmiques de neutrinos. Le signal recherché est affecté d'un bruit de fond important de muons et de neutrinos issus de l'interaction du rayonnement cosmique primaire dans l'atmosphère. En se limitant à l'observation de l'hémisphère nord, le bruit de fond des muons atmosphériques, absorbés par la Terre, est éliminé. Par contre, les neutrinos atmosphériques forment un bruit de fond irréductible constituant la majorité des 6100 événements sélectionnés pour cette analyse. Il est cependant possible d'identifier une source ponctuelle de neutrinos cosmiques en recherchant un excès local se détachant du bruit de fond isotrope de neutrinos atmosphériques, couplé à une sélection basée sur l'énergie, dont le spectre est différent pour les deux catégories de neutrinos. Une approche statistique originale est développée dans le but d'optimiser le pouvoir de détection de sources ponctuelles, tout en contrôlant le taux de fausses découvertes, donc le niveau de confiance d'une observation. Cette méthode repose uniquement sur la connaissance de l'hypothèse de bruit de fond, sans aucune hypothèse sur le modèle de production de neutrinos par les sources recherchées. De plus, elle intègre naturellement la notion de facteur d'essai rencontrée dans le cadre de test d'hypothèses multiples.La procédure a été appliquée sur l'échantillon final d'évènements récoltés par AMANDA-II. --- MANDA-II is a neutrino telescope which comprises a three dimensional array of optical sensors deployed in the South Pole glacier. Its principle rests on the ...