Mesure de la section efficace d'interaction des neutrinos muoniques par courant chargé sur du carbone, sans production de pions dans l'état final et en fonction de la multiplicité et de la cinématique des particules produites, en utilisant le détecteur proche de T2K

Cross-section measurement of muon neutrino charged current interactions on Carbon, with no pions in the final state and as a function of the outgoing particles multiplicity and kinematics, using the T2K near detector

• Auteur / Autrice : Pierre Bartet--Friburg
• Direction : Claudio Giganti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Soutenance le 20/10/2016
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique nucléaire et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Vincent, Sara Bolognesi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Lucio Ludovici, Anselmo Meregaglia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oscillations des neutrinos

Neutrinos

Mots clés libres

Neutrino

Oscillations

Section efficace

Ccqe

T2k

Tpc

Résumé

Depuis la confirmation de l’existence du boson de Higgs et avec l’absence de signes de nouvelle physique au LHC, les oscillations des neutrinos sont parmi les seules à offrir des perspectivesd’observation et de mesure de phénomènes de nouvelle physique au delà du modèle standard.Le premier chapitre de cette thèse introduit le concept d’oscillation de saveur des neutrinospuis décrit l’état de l’art des connaissances ainsi que les perspectives expérimentales pour mesurer ou observer les pièces manquantes.Pour obtenir des résultats significatifs, ces futures expériences auront besoin de pouvoir profiter d’une meilleure compréhension des processus d’interaction des neutrinos. Le second chapitre décrit ces interactions d’un point de vu théorique.Le troisième chapitre présente l’expérience T2K ainsi que ses résultats sur les oscillationsdes neutrinos. Le quatrième décrit plus précisément le détecteur proche de T2K (ND280) etl’usage qu’on en fait dans les analyses d’oscillations.La couverture angulaire de la sélection des interactions dans le détecteur proche de T2K estlimitée par rapport à celle, complète, du détecteur lointain. Le chapitre 5 décrit deux sélections visant à améliorer cette couverture, ainsi que celle utilisée pour réaliser, dans le cadre de cette thèse, la mesure de la section efficace d’interaction des neutrinos muoniques par courant chargé sur le carbone sans production de pions dans l’état final.Le chapitre 6 décrit cette mesure, conçue pour ne pas dépendre de modèles théoriques d’interaction, et réalisée pour la première fois en fonction du nombre de protons éjectés et de leur cinématique. Les résultats sont montrés dans le chapitre 7.

Since the Higgs boson discovery and the absence of hints pointing to new physics at the LHC, neutrinos oscillations are one of the only perspectives to observe new physics phenomenon beyond the standard model. The first chapter of this thesis introduces the concept of neutrino flavour oscillation before describing the state of the art knowledges as well as the experimental perspectives of observing or measuring the missing parts.To obtain significant results, those future experiments will need a better understanding of neutrino interactions. The second chapter describes these interactions from a theoretical point of view. The third one describes the T2K experiment and its main results on neutrino oscillations. Chapter four focus on the T2K near detector (ND280) and on how it is used within neutrino oscillations analysis. The angular acceptance of the current ND280 selection is limited compared to the far detector one. Chapter 5 describes two selections developed in order to improve this angular acceptance. This chapter also describes the selection used to carry out this thesis main work : the cross-section measurement of muon neutrino charged current interactions on Carbon, with no pions in the final state and as a function of the outgoing particles multiplicity and kinematics. Chapter six describes this measurement, designed to be as model independent as possible, and made for the first time as a function of the protons multiplicity and of their kinematic. The results are shown in chapter seven.