Les rayons cosmiques d’ultra-haute énergie (UHECR, pour Ultra-High-Energy Cosmic Rays) constituent l’un des domaines les plus fascinants et énigmatiques de l’astrophysique moderne. Avec des énergies atteignant jusqu’à 1020 eV, ces particules défient actuellement toutes les explications existantes : aucun mécanisme connu ne semble capable de justifier de telles énergies extrêmes.
Ces particules parcourent de distances de plusieurs millions d’années-lumière avant d’atteindre la Terre. La modélisation de leur propagation à travers l’espace, complexe et multi-facette, est donc indispensable pour comprendre leur origine.
Dans le cadre de son travail de thèse, Oscar Le Noan, doctorant à l’IPHC sous la direction de K. Sieja, a développé des outils théoriques innovants pour étudier la réponse des noyaux aux photons, dans le but de comprendre comment ces particules interagissent avec le fond diffus cosmologique. Grâce à des calculs théoriques avancés, utilisant l’approche du modèle en couches à grande échelle, il a pu prédire de manière précise et systématique des observables clés, telles que les fonctions de réponse électrique dipolaire. Ces fonctions sont essentielles pour saisir la dynamique des noyaux impliqués dans la modélisation de la propagation des rayons cosmiques.
Les résultats de ce travail ont été publiés dans Physical Review C
https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/229n-z56z
Ce projet s’inscrit également dans le cadre de la collaboration internationale PANDORA, qui réunit des théoriciens et des expérimentateurs pour étudier les forces dipolaires dans les noyaux légers et moyens, cruciale pour améliorer notre compréhension des rayons cosmiques d’ultra-haute énergie.