L’oscillation de Neutrinos dans MINOS

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1 L’oscillation de Neutrinos dans MINOS
Par Rodolphe Piteira 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

2 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Plan de l’exposé Les neutrinos Les oscillations de neutrinos Description de l’expérience MINOS Ce que MINOS peut voir Les conséquences sur l’oscillation des n Conclusions … 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

3 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Les neutrinos Particules « élémentaires » : leptons Charge électrique nulle 3 familles associées aux leptons chargés : 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

4 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Les neutrinos Interaction faible avec la matière De masse très faible : certainement < qques eV Soupçonnés d’être schizophrènes … 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

5 Les observations actuelles
Anomalie dans les flux attendus de neutrinos solaires atmosphériques et des réacteurs → Explication de ce phénomène par l’oscillation quantique 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

6 Journées Jeunes Chercheurs 2003
L’oscillation Au cours de sa propagation, il peut changer de nature. 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

7 Journées Jeunes Chercheurs 2003
L’oscillation Soit un état de départ, Supposition : est une combinaison linéaire d’états propres de masse 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

8 Journées Jeunes Chercheurs 2003
L’oscillation U est unitaire U : matrice de changement de base → 3 angles nécessaires 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

9 Journées Jeunes Chercheurs 2003
L’oscillation Evolution temporelle : Les sont tous différents → 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

10 Journées Jeunes Chercheurs 2003
L’oscillation Conséquence : Proba non nulle de détecter un neutrino de nature différente Forme de la proba : somme de sinusoïdes 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

11 Journées Jeunes Chercheurs 2003
L’oscillation Pour un nm initial d’énergie E : On le détecte à une distance L Proba qu’il ne soit plus un nm : 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

12 Journées Jeunes Chercheurs 2003
L’oscillation 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

13 L’oscillation → déformation du spectre initial Spectre initial
Spectre oscillé 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

14 Journées Jeunes Chercheurs 2003
… Et MINOS dans tout ça? 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

15 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Où est MINOS ? 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

16 Journées Jeunes Chercheurs 2003
MINOS Composé de : Un faisceau de neutrino Un détecteur proche (1 ktonne) Un détecteur lointain (5,4 ktonnes) 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

17 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Le détecteur de MINOS Constitué de : 485 plaques d’acier octogonales (5,14 ktonnes) 484 plaques de scintillateur octogonales (0,26 ktonne) Un champ magnétique de 1,5 Tesla! Beaucoup de câbles et d’électronique!!! 824 km de fibre 32500 canaux de lecture … 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

18 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Le détecteur de MINOS 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

19 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Que voit-on? Des courants chargés de nµ : n µ X → µ X’ Des courants neutres de n µ : n µ X → n µ X’ 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

20 Les Courants Chargés CC
Trace d’une diffusions quasi-élastiques de nm : En=4,67 GeV Em=4,45 GeV 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

21 Les Courants Chargés CC
Trace d’1 production de résonance par un CC de nm : En=6,5 GeV Em=5,0 GeV 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

22 Les Courants Chargés CC
Diffusion profondément inélastique d’un CC de nm : En=26 GeV Em=5 GeV 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

23 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Reconstruction des CC Traces → détermine l’énergie des muons Par la longueur de la trace Par la courbure de la trace 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

24 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Reconstruction La longueur de la trace : Bons résultats, bonne connaissance du dE/dx … … à condition de pouvoir isoler la trace!!!! → travail en cours … La courbure de la trace : Champ magnétique à géométrie compliquée!! → travail en cours … 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

25 Calibration des détecteurs
Détecteur proches et lointains à calibrer: Courants neutres (pb. : difficiles à identifier) Distribution spatiale et spectrale des CC dans le détecteur proche → travail en cours! 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

26 Journées Jeunes Chercheurs 2003
La comparaison 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

27 Exploitation de données
Déformation du spectre ( ) → détermine à 10% → détermine à 10% 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

28 Journées Jeunes Chercheurs 2003
Conclusions… Le faisceau démarre en fin 2004 2 ans d’acquisitions de données Mesure précise de Incertitudes systématiques réduites (détecteur proche) Possibilité de mesure de 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes

29 Journées Jeunes Chercheurs 2003
La fin Merci 1-5 décembre 2003 Journées Jeunes Chercheurs 2003 La Roche-en-Ardennes