Vers la mesure de la violation de CP dans le secteur leptonique avec la deuxième phase de T2K et la mise à niveau de son détecteur proche ND280

Towards the measurement of CP Violation in the leptonic sector with the second phase of T2K and the upgrade of its ND280 near detector

• Auteur / Autrice : Ulysse Virginet
• Direction : Claudio Giganti, Sara Bolognesi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique de l'Univers
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• 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 de Physique Nucléaire et des Hautes Energies

Mots clés

Mots clés libres

Neutrino

T2k

Nd280

Oscillations

Violation de CP

Accélérateur

Neutrino

T2k

Nd280

Oscillations

CP violation

Accelerator

Résumé

T2K est un expérience d'oscillation de neutrinos à longue distance, ayant donné récemment les premières indications d'une violation de symétrie CP dans le secteur leptonique. Afin d'accroître les contraintes sur la phase delta_CP décrivant cette asymétrie, l'expérience T2K rentre dans une deuxième phase avec un faisceau de protons trois fois plus puissant et une mise à niveau de son détecteur proche ND280. Grâce à une cible massive et de haute granularité (Super-FGD) ainsi qu'avec des chambres à projections temporelles à hauts angles (HA-TPC), la statistique et la résolution spatiale ainsi que l'acceptance angulaire seront grandement améliorées. Dans ce cadre, le développement d'outils de reconstruction ainsi que la mise en service du nouveau ND280 et l'analyse de ses premières données sont au cœur de cette thèse. Les analyses portent sur l'exploitation de la reconstruction de l'état final des interactions quasi-élastiques de neutrinos pour mieux contraindre les effets nucléaires puis sur la sélection des échantillons d'interaction de neutrinos électroniques pour contraindre les différences de sections efficaces entre nu_e et nu_mu, une des principales erreurs systématiques pour la recherche de violation de CP avec T2K-II et les futures expériences d'oscillation.

T2K is a long-baseline neutrino oscillation experiment, having recently given the first indications of CP symmetry violation in the leptonic sector. In order to increase the constraints on the delta_CP phase describing this asymmetry, the T2K experiment is entering a second phase with a threefold powerful proton beam and an upgrade of its ND280 near detector. Thanks to a massive, high granularity target (Super-FGD) and high-angle time-projection chambers (HA-TPC), the statistics and spatial resolution as well as the angular acceptance will be greatly improved. In this context, the development of reconstruction tools as well as the commissioning of the new ND280 and the analysis of its first data are the core of this thesis. The analyses focus on the exploitation of the final state reconstruction of quasi-elastic neutrino interactions to better constrain nuclear effects and then on the selection of electron neutrino interaction samples to constrain the cross-section differences between nu_e and nu_mu, one of the main systematic errors in the search for CP violation with T2K-II and future neutrino oscillation experiments.