1 Mesure du flux de muons atmosphériques dans ANTARES Claire Picq CEA Saclay DAPNIA/SPP et APC Paris 7 JRJC Dinard.

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1 1 Mesure du flux de muons atmosphériques dans ANTARES Claire Picq CEA Saclay DAPNIA/SPP et APC Paris 7 JRJC 2007 @ Dinard

2 2 Plan Description du détecteur Etalonnage du détecteur au CEA Saclay Sujet de thèse: Détermination du flux de muons atmosphériques

3 3 Présentation du détecteur  60 m 100 m 350 m 12 lignes (75 PM) 900 modules optiques 300 modules électroniques 10 ans de durée de vie -2500 m

4 4 La Seyne sur Mer

5 5 10 lignes en opération 750 modules optiques IL07

6 6 Un étage du détecteur Support en titane Module optique: 10” Hamamatsu PMT Sphère de 17 ” détection de photon 6

7 7 Un module optique: un œil Antares

8 8 Hydrophone: positionnement acoustique Un étage du détecteur Module électronique (cylindre en titane) Support en titane Balise optique avec des LEDs bleues (flashs de lumière bleue pour l’étalonnage) Module optique: 10” Hamamatsu PMT Sphère de 17 ” détection de photon 6

9 9 Ligne n°1

10 10 Intégration des lignes à Saclay

11 11 Etalonnages en charge et en temps à Saclay Laser SCM LCM CLOCK Gene 1 kHz LCM Ref

12 12 Etalonnage en temps Étalonnage en temps: –Synchronisation entre une horloge à terre et celle de tous les étages (20 MHz)  Temps d’une impulsion à la ns avec un convertisseur temps charge (TVC) Etalonnage en temps de la ligne pour prendre en compte les longueurs des fibres optiques 1/3 pe

13 13 Conversion d’un signal lumineux en signal électrique : effet photoélectrique + amplification Les photomultiplicateurs

14 14 s.p.e {q,t} à terre autres tout a terre s.p.e {q,t} à terre autres tout a terre

15 15 Etalonnage en charge Microcircuit nécessite un étalonnage en charge –étalonnage du piédestal et du pic du photoélectron –In situ, lumière Tcherenkov émet en moyenne 1 photon

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17 17

18 18 Positionnement accoustique Inclinomètres Compas Positionnement acoustique par triangulation depuis des balises placées au fond de la mer

19 19 Quelques données Bruit de fond optique 13 Courant marin

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27 27 photonselectrons/positrons muons et neutrinosneutrons

28 28 Les muons atmosphériques

29 29 Muons atmosphériques souvent multiples et peuvent être mal reconstruits (reconstruction optimisée pour des muons isolés, et détecteur regarde vers le bas) –Muons isolés pour calibrer le détecteur et comprendre son fonctionnement Bruit de fond physique Distribution de multiplicité

30 30 Temps d’arrivée (t) des  en fonction de l’altitude (z)  Fonction de l’angle zénithal et de la distance Plusieurs algorithmes utilisés par la collaboration 1D, 3D, ,ML upward downward Evénements reconstruits

31 31 Reconstruction à 1 ligne (peu sensible à l’azimuth ): Minimisation χ² pour estimer l’angle zénithal Muon atmosphérique (L1) Antares preliminary Hit time [ns]  Run 21240 / Event 12505  Zenith θ = 101 o  P(  2,ndf) = 0.88 Altitude d’un hit en m (0 au centre du détecteur)  Coups triggés  Coups utilisés dans le fit  snapshot +

32 32 Evènement multiple

33 33 Isoler des muons isolés En utilisant une variable sur la largeur des résidus: résidus= temps reconstruits – temps réels Augmentation du rapport isolés/multiples d’un facteur 6,25 tout en gardant 60% des muons isolés de départ. Avant coupureAprès coupure multiplicité moyenne4,01,2 muons isolés29,3%71,5% muons multiples70,7%28,5%

34 34 – Etude de la multiplicité pour obtenir un flux de muons atmosphériques et des erreurs systématiques  difficile mais on s’en rend mieux compte en écoutant la présentation de Goulven