CLUMPY

Le code CLUMPY a été développé dans le cadre de la recherche indirecte de matière noire. Plus spécifiquement, dans sa première version, CLUMPY se concentre sur le calcul du signal en γ issu des structures de matière noire.

La formation hiérarchique des structures dans le carde du modèle cosmologique Λ-CDM (Λ pour constante cosmologique et CDM pour matière noire froide) prévoit que les petites structures se sont formées les premières. Elles ont ensuite été agglomérées et/ou ont fusionné dans les plus grosses structures, qui elles, ont collapsé plus tardivement. Le résultat net est que chaque structure de matière noire (amas de galaxies, Galaxie, galaxies naines sphéroîdes, etc.) contient des sous-structures de matière noire, qui contiennent elles-même des sous-structures... jusqu'à une masse minimale mal connue, qui pourrait être aussi basse que 10-10 masse solaire (pour rappel notre Galaxie fait 1012 masse solaire, la terre 3.10-6 masse solaire).

CLUMPY se contente d'intégrer sur une ligne de visée et pour une ouverture angulaire donnée i) la densité au carrée de matière noire (dans le cas de modèles ou les particules de matière noire s'annihilent) ou ii) la densité de matière noire (dans le cas de modèles ou la matière noire décroit). La difficulté vient de la structure grumeleuse de la répartition de la matière noire : des millions de structures se trouvent sur la ligne de visée. Il s'agit donc de bien modéliser cette distribution, et de tirer profit de ses propriétés pour rendre le calcul possible dans un temps raisonnable. L'intéret de CLUMPY réside dans la possibilité de varier simplement les paramètres de la distribution de matière noire. Cette dernière est aujourd'hui étudiée par le biais de simulations numériques à N-corps (mais qui sont lourdes et qui n'ont pas acces au comportement des petites sous-structures), mais elle reste mal connue.

Dans sa version actuelle, CLUMPY permet de calculer :

  • le signal en provenance de notre galaxie et de ses sous-structures ;
  • le signal en provenance de n'importe quelle structure de matière noire (galaxies naines sphéroîdes, galaxies, amas de galaxies...).

Pour en savoir plus sur CLUMPY, le code, les résultats obtenus, c'est ici !

 

USINE

Le code USINE a été développé pour la modélisation du rayonnement cosmique Galactique (RCG), afin d'interpréter les mesures d'expériences comme AMS-02, CREAM, etc. Le coeur du code consiste en la résolution d'une équation phénoménologique de diffusion, qui régit le transport dans la Galaxie. Une des difficultés est reliée à la description précise des nombreux ingrédients, telles les sections efficaces nucléaires d'interactions, la distribution du gaz du milieu interstellaire, la distribution des sources, la modulation solaire...

Dans sa version actuelle, le code USINE permet le calcul des flux du RCG pour tous les noyaux de Z=1-30, les anti-protons et anti-deuterons. Le calcul des électrons/positrons/γ (tel qu'étudié, entre autres, par nos collegues du LAPTh/LAPP) est en cours. Notons qu'en sus du calcul des flux dits "standards" (c'est-à-dire issus de processus astrophysiques standards), USINE permet le calcul des contributions issues de l'annihilation de matière noire.

Une version d'USINE devrait être rendue publique sous peu. Elle contiendra les modèles du "Leaky Box", et des modèles semi-analytiques à 1D ou 2D. USINE est aussi pensé comme une base permettant de faire évoluer ou de développer des modèles plus complexes de propagation (car on ne sait pas aujourd'hui quelle est LE modèle qui décrit la Galaxie).

Pour plus de renseignement, le site (en construction) est ici !