Published October 4, 2016 | Version v1
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Measurement of the positron fraction and of the electron and positron fluxes with the AMS-02 experiment and interpretation in terms of dark matter and pulsars

Description

AMS-02 is a magnetic spectrometer design for the cosmic ray and gamma ray detection. The measurement in 2013 of the positron fraction by AMS-02 confirmed the presence of a primary positron component, which means the existence of a galactic primary source of positrons. This thesis is devoted exclusively to the study of this phenomenon. The positron fraction, the positron flux, and the electron flux are measured using a method of multidimensional fit developed during this thesis. The charge confusion phenomenon, which is important at the highest energies, is investigated. The instrumental response function of the detector is evaluated using Monte Carlo simulations and is corrected using the ISS data. A phenomenological work is done to interpret the measured results. The interpretation of these results in terms of primary component from a local pulsar and dark matter halo is done. The implications and the parameter space allowed for each model is detailed. A reevaluation of secondaries with the new AMS-02 data, and the study of the impact of the experimental error of AMS-02 on these results is performed. (author)

Abstract (French)

AMS-02 est un spectrometre magnetique concu pour la detection du rayonnement cosmique charge et des photons gamma. La mesure en 2013 de la fraction de positons par AMS-02 a confirme la presence d'une composante de positons primaires, necessitant l'existence d'une source de positons dans notre Galaxie. Cette these s'est exclusivement consacree a l'etude de ce phenomene, et a la recherche de cette source de positons. La fraction de positons, le flux de positons et le flux d'electrons sont mesures a l'aide d'une methode de fit multidimensionnel mis au point lors de cette these. Une etude particuliere est reserve au phenomene de confusion de charge, important pour la mesure du signe de la charge a haute energie. La fonction de reponse instrumentale du detecteur est evaluee a l'aide de simulations Monte Carlo et est corrigee par les donnees reelles du detecteur. Un travail phenomenologique est effectue afin d'interpreter les resultats mesures. L'interpretation de ces resultats en termes de composante primaire issues d'un pulsar local et du halo galactique de matiere noire est effectue. Les implications et l'espace des parametres autorise pour chacun des modeles est explicite. Une re-evaluation des secondaires a l'aide des nouvelles donnees d'AMS-02, ainsi que l'etude de l'impact de l'erreur experimentale d'AMS-02 sur ces resultats, est execute. (auteur)

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Original title (French)
Mesures du flux d'electrons, du flux de positons, et de leur rapport avec l'experience AMS-02. Interpretation en termes de matiere noire et de pulsars

Publishing Information

Imprint Pagination
233 p.
Report number
FRNC-TH--9986

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Notes
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