Expérience NEMO3 : Étude de la stabilité des étalonnages en énergie et en temps du calorimètre : Mesure de la contribution des neutrons au bruit de fond de la double désintégration bêta sans émission de neutrino

• Auteur / Autrice : Cécile Jollet
• Direction : Philippe Hubert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques et de l'ingénieur. Noyaux, atomes, agrégats, plasmas
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études nucléaires Bordeaux Gradignan
• Jury : Président / Présidente : Patrick Buat-Ménard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Hubert, Patrick Buat-Ménard, Jacques Dumarchez, Jean Labarsouque, Roger Arnold, Fabrice Piquemal
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Dumarchez, Jean Labarsouque

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photomultiplicateurs

Étalonnage

Scintillateurs

Neutrinos

Bruit radioélectrique

Résumé

La mise en évidence de la décroissance double bêta sans émission de neutrino (ββ0ν), interdite par le Modèle Standard, permettrait de déterminer si le neutrino est une particule massive de Majorana (v=v̄ ). Pour cela, la collaboration NEMO a construit le détecteur NEMO3 qui sera sensible à une masse effective du neutrino d'environ 0,2 eV. Il est constitué d'une source émettrice ββ, d'une chambre à fils et d'un calorimètre formé de 1940 compteurs à scintillation permettant de mesurer l'énergie et le temps de vol des électrons. Pour une masse de 0,2 eV, le signal ββ0v correspondrait à la détection de quelques événements par an. Pour le mesurer, il est indispensable de connaître avec précision les étalonnages en énergie et en temps du calorimètre et de maîtriser toutes les sources de bruit de fond. La première partie de ce travail a consisté en l'étude du suivi quotidien des étalonnages du calorimètre par un système d'étalonnage relatif utilisant une lumière laser. Un programme permettant l'automatisation de l'étude des spectres laser et le calcul des coefficients de correction des étalonnages a été mis au point. Le comportement de l'ensemble du calorimètre a ainsi pu être caractérisé sur une durée de 23 jours. La deuxième partie de ce travail a porté sur l'étude de la contribution des neutrons et du rayonnement γ au bruit de fond de l'expérience. Les prises de données avec et sans le blindage de fer, avec et sans source de neutrons ont systématiquement été comparées avec les simulations. Le très bon accord entre l'expérience et les simulations nous a permis de conclure qu'avec les blindages γ et neutron et le champ magnétique, l'objectif fixé de 0 événement de bruit de fond d'origine externe à la source ββ sera atteint.