Recherche des modes de désintégration du nucléon avec anti-neutrino manquant avec le détecteur du Fréjus

Search for nucleon decay modes with a missing antineutrino using the Frejus detector

• Auteur / Autrice : Claire Bourdarios
• Direction : Serge Jullian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nucléons

Neutrinos

Mots clés libres

Désintégration des nucléons

Grande unification

Détecteur souterrain

Expérience de Fréjus

Chambre à plasma

Tube Geiger

Neutrinos atmosphériques

Anti neutrino manquant

Détecteur de Fréjus

Résumé

Le détecteur du Fréjus est un calorimètre à grain fin de 900 tonnes construit pour étudier la désintégration du nucléon. La sensibilité atteinte après 4 ans de prise de données est de 1,3 kt. An. Dans cette thèse sont analysés les modes de désintégration avec un anti-neutrino manquant et un méson dans l'état final. Les analyses de tous les canaux de désintégration des mésons sont décrites, et plus particulièrement celles dans lesquelles l'état final ne contient que des photons ou bien un muon dû à la désintégration du K+. Les coupures cinématiques et topologiques sont différentes pour chacun des canaux, l'efficacité de détection calculée par simulation variant entre 10% et 16% pour tous les modes. Le bruit de fond est dû aux interactions des neutrinos atmosphériques dans le détecteur, et est calculé à partir d'un programme de simulation. Les données enregistrées sont compatibles avec le bruit de fond calculé, qui est inférieur ou de l'ordre de 1 événement dans chaque canal. Les limites inférieures obtenues sur le temps de vie du nucléon varient, suivant le canal, entre 0,9 10³¹ et 2,9 10³¹ années.

The Fréjus detector is a 900 tons fine grained calorimeter built in order to look for nucleon decay. It has reached a fiducial sensitivity of 1. 3 kt. Year after four years of data taking. Ln this thesis the decay modes with a missing anti-neutrino and one meson are studied. The analyses of all the meson decay channels are described, in particular those where the final state involves only photons or a muon due to K+ decay. The topological and kinematical cuts are different for all the channels; the detection efficiency computed by Monte-Carlo simulation ranges from 10% to 16%. The background is due to atmospheric neutrino interactions in the detector, and is estimated from a simulation. Data are consistent with the calculated background, which is smaller or close to one event per decay channel. Lower nucleon lifetime limits are obtained, which range from 0. 9 10³¹ to 2. 9 10 ³¹ years.