UE Astroparticules

• Ondes gravitationnelles

- Fondements théoriques : Relativité Générale linéarisée, génération des ondes gravitationnelles, sources astrophysiques et cosmologiques

- Principe des détecteurs interférométriques, amélioration de la réponse, bruits principaux, réseau mondial de détection et détections multi-messagers

• Rayons cosmiques chargés

- Caractéristiques générales : spectre, composition, origine

- Sources : principes généraux d’accélération, accélération de Fermi du 2ème et du 1er ordre, confinement, restes de supernovae comme sites d’accélération, autres sites

- Propagation : interaction des rayons cosmiques, traversée de la matière, grammage, modèle de la boite poreuse (Leaky Box), propagation des RCUHE (Ultra Haute Énergie)

- Interaction dans l’atmosphère et observables : détection des rayons cosmiques primaires, particules détectées dans l’atmosphère, gerbes atmosphériques

• Photons de haute énergie

- Processus de production : émission hadronique, rayonnement de freinage (Bremsstrahlung), émission synchrotron, effet Compton inverse et SSC (Synchrotron Self Compton)

- Sources et spectre, propagation

- Détection : dans l’espace, au sol

• Matière noire

- Définition, historique

- Échelle des galaxies : courbes de rotation des galaxies spirales, théorème du Viriel et galaxies elliptiques, profils de densité

- Échelle des amas de galaxies : mesure de la distribution de matière noire

- Échelle cosmologique : perturbations dans un fluide cosmologique et influence sur la formation des grandes structures, matière noire froide ou chaude, simulations numériques

- Hypothèses sur la nature de la matière noire : baryonique, MACHOs, cadavres stellaires, particules connues ou hors modèle standard, dynamique et gravité modifiées

- Détection de la matière noire : détection directe et indirecte

• Phénomènes astrophysiques violents

- Généralités

- Sources et environnement : étoiles massives, étoiles à neutrons, accrétion et collisions, trous noirs et accrétion, galaxies

- Mécanismes : supernovae, jets relativistes, AGN (noyaux actifs de galaxies), fusion de corps compacts