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L Usine à Neutrinos: Pourquoi, Ou, Quand??? Gilardoni Simone CERN - PS/PP division Université de Genève.

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1 L Usine à Neutrinos: Pourquoi, Ou, Quand??? Gilardoni Simone CERN - PS/PP division Université de Genève

2 Gilardoni Simone 2 Menu (sans le dessert...) Ou je travail, le CERN - PS/PP division Ou je travail, le CERN - PS/PP division Les neutrinos Les neutrinos C est quoi une usine à neutrinos? C est quoi une usine à neutrinos? Pourquoi une usine à neutrinos? Pourquoi une usine à neutrinos? Mon boulot Mon boulot Le future (quand…..) Le future (quand…..) Résultats et conclusions Résultats et conclusions

3 Gilardoni Simone 3 Le CERN PS - Proton Sincrotron PP - Particle Production

4 Gilardoni Simone 4 La disparition des Neutrinos Solaires: -50% Oscillations ???

5 Gilardoni Simone 5 Résultat de Super-Kamiokande: oscillations x Neutrinos atmosphériques

6 Gilardoni Simone 6 e (t=0) cos sin (t=0) sin cos Time evolution (t) sin exp[-i(2 E 1 /h)t] cos exp[-i(2 E 2 /h)t] E 2 k =p 2 c 2 +m 2 k c 4 k=1,2 E k, k sont differents si les masses sont differentes Hp: Les états propres de masse sont différents des les états propres de saveur

7 Gilardoni Simone 7 P( e ) = | | 2 = sin 2 2 sin 2 ( x osc osc = 2.5 E / m 2 Amplitude maxsin 2 2 Amplitude max sin 2 2 Frequence m 2 =m m 2 2 Deux composantes à deux différentes

8 Gilardoni Simone 8 Types de neutrinos Neutrinos solaires: Neutrinos solaires: Un seul saveur: e Energie: 0.1< E < 11 MeV Distance Terre-Soleil Km Neutrinos atmosphériques Deux saveurs : et e (Rate=2) Energie 100 Mev >> qq Gev Source isotrope m 2 = eV 2 osc = 500 Km à 1 GeV e e ( e ) + e e ( e ) +

9 Gilardoni Simone 9 Neutrinos: l état de lieu On a 3 neutrinos massives (resultat du LEP) On a 3 neutrinos massives (resultat du LEP) PEUT ETRE un STERILE Quatre solutions pour les solaires Quatre solutions pour les solaires Vacuum oscillations Small mixing angle (SMA) MSW solution Large mixing angle (LMA) MSW solution Neutrinos atmosphériques Neutrinos atmosphériques CP violation à démontrer CP violation à démontrer

10 Gilardoni Simone 10 Pour quoi une Nufact Neutrinos atmosferiques Neutrinos atmosferiques e Disappareance On trouve la moitie P( On trouve la moitie Appearance Gran Sasso P( Gran Sasso P( e Gran Sasso ? On a besoign d une SOURCE de e A HAUTE ENERGIE e T e T e e e CP e CP

11 Gilardoni Simone 11 Schéma pour une Nufact e + e Schéma pour une Nufact e + e

12 Gilardoni Simone 12 Pour quoi une Nufact? Nouvelle physique Nouvelle physique CP violation dans le secteur leptonique Saveur des connue Saveur des connue 50% e and 50% Choix de l énergie des Choix de l énergie des E 40 GeV pour E =50 GeV Energie des connue a 1% près Energie des connue a 1% près Flux des connue a 1% près Flux des connue a 1% près = 25% des /y Choix de la distance Choix de la distance 3500 Km pour le FAR DETECTOR

13 Gilardoni Simone 13 Faisceau around the world La distance optimale est de 3500 Km

14 Gilardoni Simone 14 e e e e X CC X CC X NC X NC e N e - X e CC e N e - X e CC e N e X e NC e N e X e NC Oscillations e Oscillations e + N + X CC signal + N + X CC signal NUFACT 50% et 50% e Wrong sign muons

15 Gilardoni Simone 15 Composition dune Nufact Proton Source Proton Source Haut courant, haute répétition rate, 4 MW pot, 2 GeV Cible pour la production des pions Cible pour la production des pions Jet de Mercure Cupronickel Rotating Band Système de collection des pions Système de collection des pions Corne Magnétique Solénoïde Canal de fragmentation des pions Canal de fragmentation des pions Muon Cooling et acceleration Muon Cooling et acceleration Storage et decay ring pour les muons Storage et decay ring pour les muons

16 Gilardoni Simone 16 Quand ??? R&D 5 ans + projet 3 ans + demarrage construction 2009 Demarrage machine 2012 ?

17 Gilardoni Simone 17 Mon boulot Cible pour la production des pions Cible pour la production des pions Combien de pions par p.o.t. Matériau ? Solide ou liquide ? Longue ou courte ? ( 2 cm 30 cm) Couplage avec le système de focalisation Système de focalisation Système de focalisation Corne magnétique Solénoïde

18 Gilardoni Simone 18 Quelque photos… le jet d eau a Genève

19 Gilardoni Simone 19 Corne magnétique

20 Gilardoni Simone 20 Solénoïde adiabatique GEANT++

21 Gilardoni Simone 21 Résultats Conclusions Simulation dune cible de Mercure Simulation dune cible de Mercure Via une simulation avec GEANT3 on a montre que Solénoïde et Corne ont le même performance avec une cible courte Via une simulation avec GEANT3 on a montre que Solénoïde et Corne ont le même performance avec une cible courte


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