Étude expérimentale, simulation et interprétation des données du détecteur Nemo 2 : application à la décroissance BétaBeta2nu du 100Mo

Experimental study, simulation and interpretation of the nemo 2 data : application to the two neutrinos double beta decay of 100 molybdenum

• Auteur / Autrice : Aymeric Vareille
• Direction : Danielle Dassié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

NEMO (physique nucléaire)

Rayonnement de fond

Désintégration double bêta

Résumé

La decroissance double beta est permise dans le cadre du modele standard electrofaible lorsqu'elle est accompagnee de l'emission de deux neutrinos. Sans emission de neutrinos, la decroissance est interdite par ce modele car elle requiert l'existence d'un neutrino massif de nature majorana. La collaboration nemo s'est engagee dans un programme de recherches et developpements, avec pour objectif d'atteindre une sensibilite de 0,1 ev a la masse effective du neutrino de majorana. Le detecteur nemo 2, second prototype de ce programme, a conduit en 6000 heures de prise de donnees a l'observation d'un signal clair de plus de mille evenements de decroissance double beta avec emission de deux neutrinos du molybdene 100. Les sources de bruit de fond, dans nemo 2, sont constituees par l'activite des photomultiplicateurs du calorimetre, le radon gazeux present dans l'atmosphere du laboratoire et par les elements de la radioactivite naturelle contenus dans les echantillons double beta. L'excellent accord obtenu entre simulation et experience pour l'ensemble des types d'evenements revelateurs des sources de bruit de fond nous a permis d'extraire avec grande confiance le signal de decroissance double beta avec emission de deux neutrinos et d'etablir la demi-vie du processus a (7,51+0,28-0,28(stat. )+0,53-0,31(syst. )) 10#1#9 ans. La coherence d'ensemble de nos resultats est le fruit d'une comprehension fine du fonctionnement des differents elements du detecteur, d'une reproduction precise de tous les aspects du dispositif dans nos simulations, d'etalonnages en temps et en energie bien controles, d'une etude poussee de l'effet des selections sur les evenements et enfin d'une rejection efficace du bruit de fond par les techniques de separation par temps de vol. Le travail realise avec nemo 2 est une etape indispensable a la reussite de l'experience finale nemo 3, destinee a mettre en evidence le caractere massif et majorana du neutrino