Thèse soutenue

Détecteur de neutrons ultra-froids sensible à la position
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Auteur / Autrice : Yinghao Xi
Direction : Benoît ClémentAlexandre Bès
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique subatomique et astroparticules
Date : Soutenance le 19/07/2021
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (Grenoble ; 2003-....)
Jury : Président / Présidente : Olivier Isnard
Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Lucotte
Rapporteurs / Rapporteuses : Corinne Augier, Kremena Makasheva

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les neutrons rebondissant sur un miroir horizontal parfait se comportent comme des objets quantiques dans le champ de pesanteur terrestre. Leur énergie prend des valeurs discrètes, contrairement à une balle de tennis rebondissant à l'échelle macroscopique. L'étude des états quantiques des neutrons, et surtout des transitions résonantes entre deux états, permettrait de poser des limites sur les paramètres de certains modèles de la physique fondamentale. Le spectromètre GRANIT, installé à l'Institue Laue-Langevin (Grenoble, France), dispose de modules magnétiques pour induire des transitions résonantes aux neutrons et les étudier. Un des modes de fonctionnement nécessite d'un détecteur de neutrons sensible à la position, qui a été conçu avec des couches minces de conversion de neutrons en 10B et de scintillateur en ZnS(Ag), ainsi qu'un réseau de fibres optiques pour repérer la position d'impact des neutrons sur le détecteur. Des couches minces ont été élaborées par pulvérisation assistée par plasma micro-onde, leurs structures caractérisées par MEB et leurs performances de scintillation testées par un tube photomultiplicateur. L'efficacité de scintillation en fonction de la concentration d'argent a été étudiée, grâce à un procédé de dopage d'argent in situ. Un algorithme d'identification des photoélectrons a également été mis en place sur le réseau de fibres optiques pour reconstruire le barycentre des neutrons incidents.