dans l'expérience EDELWEISS-II Étude du bruit de fond induit par les muons dans l'expérience EDELWEISS-II Astrid Chantelauze KIT – Karlsruhe Institute of Technology Université Blaise Pascal 1 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Origines Karlsruhe Institute of Technology Prof. Dr. J. Bluemer Commissariat à l’Energie Atomique, Saclay Dr. G. Gerbier Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand Prof. Dr. J. Orloff 2 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

A plus large échelle Hello! Illustration de la galaxie barrée Voie Lactée, Credit: R. Hurt (SSC), JPL-Caltech, NASA 3 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Notre univers bien connu ? espace temps WMAP – bruit de fond cosmologique Simulation Millenium , MPE Garching T = 2.7K 4 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Matière noire galactique ? Matière noire dans l’univers ? Un nouveau modèle Matière noire galactique ? Matière noire dans l’univers ? Energie noire 73% Simulation Millenium, MPE Garching Neutrinos 0.1 - 2% WMAP – bruit de fond cosmolgique Matière ordinaire 4% Matière noire 23% 5 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Carte d’identité de la matière noire si l‘on pouvait "voir" la matière noire nouvelle particule inconnue halo <v> ~ 270 km/s massive stable, "relique" faiblement interactive < 1 evt / kg de détecteur / an rare ~ 1 WIMP par tasse WIMP ≈ Ag 107 47 ≈ 50−1000 WIMP 200 cm³ Par comparaison 1 WIMP aussi lourd qu’un atome d’argent dans la même tasse 60000 ν reliques du Big Bang 6 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

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Une compétition mondiale Genève Boulby mine, UK Yangyang Lab Soudan mine, MN CDMS PAMELA FERMI LNGS - Gran Sasso LSM - Modane AMS 8 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Bolomètres - Cristaux de Germanium @ T = 20 mK Électrode de côté Thermomètre (NTD Ge) chaleur Electrodes (collecte charges) Cristal Ge WIMP thermomètre ionisation m = 320g Électrode central Chaleur Ionisation 300 200 100 0 100 200 300 400 500 0 2 4 6 8 10 t (ms) 9 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

EDELWEISS @ Laboratoire Souterrain de Modane 10 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Détails du LSM 11 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

L’expérience EDELWEISS Un détecteur en Germanium Superpositions de détecteurs Le cryostat fermé Blindage de l’expérience 12 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Taux de muons @LSM : 4,7 muons / m² / jour Véto muon Taux de muons @LSM : 4,7 muons / m² / jour 42 modules couvrant 100 m2  98% de couverture energie, temps (position)  possibilité de reconstruire la trajectoire des muons Taille des modules : Nord Sud NEMO Est 13 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Taux de muons @LSM : 4,7 muons / m² / jour Véto muon Taux de muons @LSM : 4,7 muons / m² / jour m (muon) Nord Sud NEMO Est 42 modules couvrant 100 m2  98% de couverture energie, temps (position)  possibilité de reconstruire la trajectoire des muons 14 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Analyse des coïncidences m n Muon Zone correspondant aux photons Identification des particules : Q = EI / ER, quotient d’énergie d’ionisation par la chaleur éliminé ! Chaleur Zone attendue de détection des WIMPs ER énergie de recul équivalent à la chaleur (keV) 15 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Évènements en coïncidence - résultats 14 bolomètres pendant 4 mois (285 kg.jour) Zone correspondant aux photons Identification des particules : Q = EI / ER, quotient d’énergie d’ionisation par la chaleur Zone attendue de détection des WIMPs ER énergie de recul équivalent à la chaleur (keV) Neutrons induits par des muons Erecul < 250 keV Taux d'évènement induit par des muons: 0,04 events/kg.d 16 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

Reconstruction du passage d’un muon Est Sud Nord NEMO écart temporel (ns) 17 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10

95% de l’univers est sombre Conclusion Le véto muon permet d'accéder à la topologie des évènements muon (reconstruction des traces et énergie) et au taux de muon Première analyse combinée du véto muon et des bolomètres Région d’intérêt pour la détection des WIMPs propre de tout bruit de fond La chasse continue Plus de bolomètres pour EDW EURECA : expérience 1 tonne, fusion des savoirs européens Matière noire : Question fondamentale en astroparticule Recherche mondiale dans l’espace, dans les labos souterrains et les accélérateurs 95% de l’univers est sombre et reste à découvrir ! 18 | Astrid Chantelauze | Prix Jeune Chercheur 2010, Clermont-Fd | 04/03/10