From gamma rays to radio waves : Dark Matter searches across the spectrum

Des rayons gamma aux ondes radio : recherche de la matière noire à travers le spectrum La matière noire est l’un des problèmes ouverts parmi les plus fascinants de la physique moderne. Une explication convaincante est qu’elle est composée de nouvelles particules, qui ne figurent pas dans le modèle standard. Ma thèse de doctorat porte sur la détection indirecte de ces particules : l’idée de base est que les particules de matière noire puissent s’annihiler ou se désintégrer et produire des rayons cosmiques détectables avec nos télescopes présents et futurs. Il est raisonnable de penser que des particules de masses différentes puissent produire des signaux différents, par conséquent l’étude de différents messagers peut fournir des informations complémentaires sur leurs propriétés. Je me suis concentrée sur l’étude des rayons gamma, des rayons X et des ondes radio qui peuvent être produits par des particules d’un intervalle de masse allant de MeV au TeV. En particulier, j’ai obtenu la prédiction du signal de corrélation croisée entre le flux gamma extragalactique, mesuré par le Fermi Gamma-Ray Telescope, et la raie de 21 cm émise par l’hydrogène dans les halos de matière noire, observable avec les radiotélescopes MeerKAT et SKA. De plus, j’ai obtenu les limites sur la section efficace d’annihilation des particules de matière noire en comparant le flux de rayons X mesuré par le télescope spatial INTEGRAL avec le signal théorique prévu dans le cas de particules d’une masse comprise entre 1 MeV et 5 GeV. Enfin, un signal émerge des cartes radio du survey GLEAM qui semble provenir de filaments d’origine inconnue. J’ai donné une interprétation de ce signal en termes de rayonnement synchrotron produit par les filaments de matière noire.