Thèse soutenue

Development of new Time Projection Chambers for societal and academic applications : muon tomography in confined environment and T2K upgrade of the near detector
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Auteur / Autrice : Marion Lehuraux
Direction : David Attié
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des particules
Date : Soutenance le 01/12/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département d'Électronique, des détecteurs et d'informatique pour la physique (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2017-....)
référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Boris Tuchming
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Drapier, Alessandra Tonazzo, Gianmaria Collazuol, Boris Popov
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Drapier, Alessandra Tonazzo

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La tomographie muonique est un exemple de comment la recherche fondamentale en physique des particules peut profiter à la société. Des télescopes à muons basés sur la technologie Micromegas ont été développés et ont permis la détection de cavités inconnues jusqu'alors dans la pyramide de Gizeh. De ce premier succès sont nées de nouvelles applications possibles pour la tomographie muonique souterraine qui requièrent le développement d'un nouvel instrument capable de reconstruire les traces en 3 dimensions et dans un environnement restreint. Le design de D3DT (Détecteur 3D pour Tomographie muonique) est décrit et les premiers prototypes sont développés et caractérisés. Les performances d'un nouvel algorithme de reconstruction sont testées sur des données simulées. Les premiers prototypes ont pu être utilisés pour acquérir des données sur lesquelles la nouvelle reconstruction a été utilisée. En parallèle, l'expérience T2K qui étudie les différences de masse et le mélange des saveurs des neutrinos en mesurant leurs oscillations est en phase d'upgrade. En particulier, de nouvelles Chambres à Projection Temporelle (TPCs) vont être installées sur le détecteur proche afin d'améliorer l'efficacité de reconstruction des traces à grand angle. Un test faisceau est réalisé afin d'optimiser le design du prototype avant la phase de production puis les performances des différents modules sont validées. De potentielles améliorations de l'analyse sont également investiguées.