| Resumé |
Plusieurs observations astrophysiques, tant galactique que cosmologique, montrant qu'il y a une "masse manquante" dans l'Univers observable, peuvent être expliquées en supposant une matière non lumineuse, donc appelée "matière noire". L'un des candidats les plus prometteurs est le Weak Interacting Massive Particle (WIMP), une particule massive non relativiste, capable d'une interaction gravitationnelle et d'une interaction faible avec la matière baryonique. Le présent travail est axé sur le potentiel physique en plus de la recherche des WIMPs des détecteurs de matière noire remplis d'argon liquide, comme DarkSide et DEAP-3600. L'argon liquide est une cible optimale grâce à ses rendements élevés de scintillation et d'ionisation.DEAP-3600 est un détecteur monophasique qui exploite uniquement le canal de scintillation, tandis que DarkSide-20k et Argo, les futures expériences à l'échelle des tonnes du programme DarkSide, sont des chambres de projection temporelle (TPCs) biphasiques qui examinent les signaux de scintillation et d'ionisation. La grande masse (3.3 tonnes) de la cible de DEAP-3600 a permis d'effectuer une analyse pour rechercher des Multi Interacting Massive Particles (MIMPs), une possible alternative aux WIMPs, à des masses supérieures à 10 16 GeV et avec une section efficace indépendante du spin matière noire-argon d'environ 10 ¿22 cm 2 . Ce travail est la phase préparatoire à l'ouverture de 3 années de collection de données. Du présent aux futurs détecteurs de matière noire, DarkSide-20k et Argo seront caractérisés par une sensibilité extraordinaire aux faibles reculs d'énergie. Ceci est principalement la conséquence de la haute résolution énergétique des photodétecteurs choisis, les photomultiplicateurs de silicium (SiPMs). Les SiPMs personnalisées ont été fabriques pour la recherche de la matière noire dans DarkSide-20k; par conséquence, les SiPMs ont été ici caractérisées, avec un accent sur leurs bruits corrélés : les afterpulses et les optical crosstalks. La même sensibilité à basse énergie apporte également un fort potentiel de détection des neutrinos de supernova par coherent elastic neutrino-nucleus scattering (CEvNS) dans l'argon en exploitant le signal d'ionisation. L'étude de sensibilité correspondante est ici réalisée et il montre que l'émission de neutrinos sera détectée pour toute supernova galactique, avec une bonne précision dans la reconstruction des principaux paramètres de l'éclatement, c'est-à-dire l'énergie totale des neutrinos et leur énergie moyenne. |