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Recherche d'un neutrino stérile avec l'expérience STEREO : construction du veto à muons et estimation du bruit de fond corrélé
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Zsoldos, Stephane |
| Copyright Year | 2016 |
| Abstract | La reevaluation theorique du flux d'antineutrinos emis par les reacteurs nucleaires a revele un deficit de 6% entre le flux observe et le flux attendu. Cette anomalie des antineutrinos de reacteur est significative a 2.7 σ, et une possible interpretation de ce resultat est l'existence d'un etat sterile leger du neutrino vers lequel les neutrinos pourraient osciller a tres courte distance. Le projet STEREO presente dans ce manuscrit a pour objectif de prouver ou d'infirmer l'existence d'une telle oscillation.L'experience est installee pres (~10 m) du cœur compact du reacteur de recherche de l'Institut Laue-Langevin (ILL) a Grenoble, France, qui produit un important flux d'antineutrinos electroniques avec une energie comprise entre 1 et 10 MeV. Le volume utile du detecteur STEREO consiste en une structure de 2 m3 segmentee en six cellules identiques remplies de scintillateur liquide dope au gadolinium et alignees dans la direction du cœur. La detection s'effectue a l'aide de la reaction beta-inverse.Cette configuration offre une excellente sensibilite a une eventuelle oscillation a courte distance en mesurant la distorsion relative du spectre des antineutrinos dans chaque cellule en fonction de l'energie et de la distance.Les lignes experimentales de faisceaux de neutrons de l'ILL produisent un fort bruit de fond qui a ete caracterise a l'occasion de plusieurs campagnes de mesure. Leur analyse a permis de valider le design des lourds blindages passifs installes autour du detecteur et de la zone d'installation pour moderer leurs effets sur l’experience STEREO.De plus, un detecteur supplementaire est installe au-dessus de STEREO pour signaler la presence d'un muon issu du rayonnement cosmique et definir un veto aux mesures physiques. Ces muons, lors de leur passage a travers les blindages du detecteur, peuvent produire des neutrons rapides capables d’imiter le signal attendu par les antineutrinos. Il est donc essentiel de definir un veto qui soit le plus efficace et homogene possible.Il prend la forme d'une cuve de 2.5 m3 remplie d'eau dont la detection est basee sur l’effet Tcherenkov. Cette lumiere emise par le passage des muons est recoltee sur 20 tubes photomultiplicateurs repartis au-dessus de la cuve et un additif est rajoute dans l'eau pour ameliorer la collection de lumiere sur les photomultiplicateurs.Ce veto a muons couvre completement le detecteur STEREO ainsi que ces blindagesL'etude de plusieurs configurations de ce veto a muons sous la forme de prototypes avant la construction de l'instrument final a permis de definir une methode de declenchement du signal pour les muons extremement efficace tout en conservant une sensibilite reduite aux autres particules. Ces nombreux tests ont par ailleurs permis la validation et l'optimisation de l'electronique developpee pour l'experience au LPSC qui est la meme pour le detecteur STEREO et pour le veto a muons.Apres avoir caracterise le flux de muons sur place et l'efficacite du veto a muons, une simulation a ete developpee et a permis d'evaluer le nombre de faux evenements dus a ces neutrons. Ainsi, ce resultat a confirme les prerequis scientifiques de l'experience, a savoir la capacite a sonder l'anomalie des antineutrinos de reacteur en 300 jours de donnees reacteur.Le detecteur est actuellement en place sur site et prevoit de livrer ses premiers resultats fin 2016. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01575951/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
