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AbstractAbstract
[en] This thesis deals with the astrophysical aspects of the direct detection of Wimp dark matter (DMDD). In particular, it focuses on the observational constraints on the astrophysical quantities relevant for DMDD, which impact on the interpretation of the experimental results. We review the formalism of DMDD and we summarize some of the main experimental results in this domain and the statistical methods usually employed to interpret the data, reproducing the associated constraints on the parameter space relevant for spin-independent Wimp-nucleon interaction. We summarize the set of astrophysical assumptions usually employed, the Standard Halo Model, and we point out the impact of variations in its parameters on such limits. We outline the main concepts of the dynamics of our galaxy that allow to put the astrophysics related to DMDD in a wider framework. In particular, we review the description of the Galaxy through Milky Way mass models (MWMM), pointing out how the astrophysical quantities are related. We describe some procedures to obtain dark matter phase-space distributions consistent with given dark matter profile and Galactic potential, the simplest being Eddington equation, of which we discuss the limits of applicability. We review in detail the recent literature on the main determinations and uncertainties of the astrophysical quantities relevant for DMDD and of the fundamental Galactic parameters. In the most original part of this thesis we focus on the recent estimates of the local Galactic escape speed published by the RAVE collaboration. We study in detail the implications of these results for the spin-independent interpretation of DMDD experiments. We take into account the correlations between the astrophysical quantities relevant for DMDD calculations, and from the assumed MWMM we compute the dark matter phase-space distribution using Eddington equation, which provides a self-consistent physical connection between the two. This procedure leads to more constraining exclusion curves with respect to the standard ones, due to higher values of the local dark matter density. (author)
[fr]
Cette these traite des aspects astrophysiques de la detection directe (DD) de matiere noire sous forme de WIMPs. On se concentre sur les contraintes observationnelles des quantites astrophysiques qui influent sur l'interpretation des resultats experimentaux de DD. On revoit tout d'abord le formalisme de la DD et on resume les resultats experimentaux les plus importants ainsi que les methodes statistiques generalement utilises pour interpreter les donnees. On reproduit ensuite les limites experimentales sur la section efficace spin-independante. On resume l'ensemble des hypotheses astrophysiques couramment utilisees dans le modele de halo standard et on decrit l'influence de ses parametres sur les limites. Pour inscrire la DD dans un cadre plus general, on resume les concepts les plus importants de la dynamique Galactique. En particulier, on revoit comment modeliser la Galaxie avec des modeles de masse, tout en soulignant les relations entre les differentes quantites astrophysiques. On decrit des procedures qui permettent d'obtenir des distributions dans l'espace des phases de la matiere noire qui soient consistantes avec un profil de matiere noire et un potentiel Galactique donne. La plus simple procedure etant basee sur l'equation d'Eddington, on discute ses limites d'applicabilite. On revoit dans les details la litterature recente concernant les determinations et les incertitudes des quantites astrophysiques liees a la DD et des parametres Galactiques fondamentaux. Dans la derniere partie de la these on s'interesse aux estimations recentes de la vitesse d'echappement publiees par la collaboration RAVE. On etudie dans les details les implications de ces resultats sur les experiences de DD. Pour cela on prend en compte les correlations entre les quantites astrophysiques importantes pour la DD, et en assumant le modeles de masse de RAVE on calcule la distribution de matiere noire dans l'espace des phases avec l'equation d'Eddington. Du fait des valeurs plus eleves de la densite locale de matiere noire, cette procedure conduit a des limites plus contraignantes par rapport a celles standards. (auteur)Original Title
Aspects astrophysiques de la detection directe de matiere sombre
Primary Subject
Source
13 Nov 2015; 224 p; 118 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur, Specialite: Physique
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
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INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue