Littérature scientifique sur le sujet « Détecteur de Fréjus »

Les monopoles magnetiques sont prevus par toutes les theories de grande unification. Leur recherche experimentale constitue, avec la desintegration du proton, le seul test direct de ces theories. L'experience du frejus, utilisant un grand detecteur calorimetrique a recherche les monopoles dans les rayons cosmiques pour la gamme de vitesses (v/c) de 0,0001 a 0,1. Aucun candidat n'a ete enregistre. Les limites sur les flux etablies constituent un apport original pour les faibles vitesses. Apres un premier chapitre consacre aux aspects theoriques du probleme des monopoles, nous decrivons dans le chapitre suivant les principales methodes mises en uvre pour essayer de detecter des monopoles, et nous passons en revue un certain nombre d'experiences. Le troisieme chapitre decrit l'experience monopoles magnetiques du frejus. La methode de detection, l'efficacite des tubes geiger pour des monopoles lents sont examinees. Une attention particuliere est accordee au systeme de declenchement des monopoles lents. Une electronique speciale concue et realisee dans ce but a pu etre associee au detecteur, et a rendu ainsi possible leur recherche. Elle est decrite dans ce chapitre. Quelques millions d'evenements ont ete enregistres. Le dernier chapitre est consacre a leur analyse. On y trouvera en particulier l'expose de la methode qui nous a permis de reduire le volume de donnees a environ 1000 evenements qui ont ete visualises un a un afin d'identifier un candidat possible. Nos resultats en termes de limites de flux sont compares a ceux des experiences les plus performantes

Cette thèse se divise en trois parties: la première décrit le détecteur du Fréjus et ses principales caractéristiques: c'est le plus gros calorimètre électronique utilise dans une expérience de désintégration du nucléon, sa masse est de 910 tonnes et son volume 6 x 6 x 12m**(3). On trouvera aussi dans cette partie les principes des méthodes retenues pour la mesure de la direction et de l'énergie des leptons. La deuxième partie traite des différentes étapes du Monte-Carlo élabore à Orsay: 1) caractéristiques du flux des neutrinos atmosphériques accessibles à l'expérience, 2) sections efficaces d'interaction des neutrinos dans la gamme. 2 à 20 gev. , 3) génération et simulation des interactions dans le détecteur. La troisième partie comprend l'analyse de la statistique expérimentale et la comparaison avec les prédictions du Monte-Carlo. A la sensibilité de 0,7 ktonne-an, 84 évènements ont été recueillis. On constate l'accord de la prédiction et de l'expérience en ce qui concerne les spectres en énergie, l'efficacité de confinement, le nombre de branches au vertex primaire et le rapport du nombre d'évènements courants charges électroniques et muoniques. Ces résultats confirment la bonne connaissance du flux des neutrinos atmosphériques fournie par les calculs de somulation des gerbes cosmiques
The detectors built to determine the lifetime of the nucleon are also suitable for studying the interactions of atmospheric neutrinos. The analysis of such interactions in the Frejus detector is divided into three parts. The first of these describes the detector and its principal characteristics. It is the biggest electronic calorimeter employed in a nucleon decay experiment; its mass is of 910 t and its volume 6 x 6 x 12 m³. Part one also describes the principles of the methods chosen for the measurement of the direction and energy of the leptons. The second part treats the different steps in the elaboration of the Orsay Monte-Carlo calculation program: characteristics of the atmospheric neutrino flux (indicating those which are accessible to our experiment), calculation of the neutrino cross sections in the range 0,2-20 GeV, and principles of the generation and simulation of neutrino interactions in the detector. The third part is composed of the analysis of the experimental data and the comparison with the Monte-Carlo predictions. During a running period corresponding to a sensitivity of 0. 7 kt. Year, 84 events were observed. The experimental data are seen to be in agreement with the calculations for the energy spectra, the confinement efficiency, the number of tranches at the primary vertex and the muon-electron ratio for charged-current events. These results confirm the validity of atmospheric neutrino flux calculations obtained through cosmic ray shower simulations

Parmi les particules élémentaires connues le neutrino a, dans le modèle standard, des propriétés tout à fait spéciales. Il est le seul fermion de masse et de charge électrique nulles : la seule interaction qui le couple avec les autres particules est l'interaction faible. Ainsi, l'étude de son comportement est un test du modèle théorique de cette intéraction, et permet également la recherche de phénomènes non standard comme les oscillations entre différents états des neutrinos. Dans une première partie, cette thèse présentera les principales caractéristiques du neutrinos du point de vue théorique. Les limites expérimentales sur les paramètres physiques (masses, angles de mélange) seront ensuite rappelées. Le détecteur du Fréjus, un calorimètre à grain fin, originellement construit pour mesurer la durée de vie du nucléon, a enregistré environ 200 intéractions de neutrinos d'origine atmosphérique, qui constituent le sujet d'étude de cette thèse. Dans le second chapitre, on décrira sommairement l'appareillage, puis les mécanismes de production des neutrinos atmosphériques. Les intéractions des neutrinos et leur simulation seront ensuite présentées. Le troisième chapitre porte sur la mesure et l'analyse des évènements. L'accord statistique entre données et simulation permet d'exclure la présence d'oscillations dans certaines hypothèses. Dans la quatrième partie les signatures dans notre expérience d'un phénomène d'oscillations seront décrites, puis recherchées dans les données, conduisant à des nouvelles limites sur les paramètres. L'étude sera conduite dans les 3 cas d'oscillations à 2 saveurs, mais l'effet d'une troisième saveur sera également pris en considération. Enfin, on comparera les résultats de cette analyse avec ceux des autres expériences souterraines comme IMB ou Kamiokande. La cinquième partie abordera des sujets plus divers, basés sur la recherche d'un signal qui se superposerait au flux de neutrinos atmosphériques, comme un flux de neutrinos de haute énergie provenant de sources astrophysiques quasi-ponctuelles ou d'un flux cosmique de particules supersymétriques
Among the known elementary particles, the neutrino has very particular properties in the Standard Model. It is the only massless and chargeless fermion : it couples to other particles onlt through the weak interaction. Thus the study of neutrino properties provides a test of the theoretical model of this interaction and enables us to search for exotic phenomena, such as oscillations between different neutrinoeigenstates. The first chapter of this thesis presents the basic neutrino specificities, from a theoretical point of view. Experimental limits on physical parameters such as neutrino mass and mixing are then reviewed. The Fréjus fine grained calorimeter, built for nucleon decay search, recorded about 200 neutrino interactions which are analysed here. The second chapter describes the apparatus, and the mecanism which account for atmospheric neutrino production. Neutrino interactions and their simulation in the detector are thzn presented. The third chapter discusses event measurement and data analysis. The satisfactory statistical agreement found between data and Monte Carlo simulation makes it possible, under some hypothesis, to exclude neutrino oscillations. The signatures for oscillations in our experiment are described in the fourth chapter, together with results of a search for oscillations in the data. This produces new limits on the oscillation parameters. The study is made in the three 2-neutrino hypothesis, but effects of a third flavor are also considered. Finally, the conclusions of the analysis are compared with those of other underground experiments, such as I. M. B. Oe Kamiokande. The last chapter deals with various subjects, related with the search for a signal superimposed on the atmospheric neutrino flux, such as a high energy neutrino flux produced by an astrophysical point-like source, or a cosmic flux of supersymmetric particles

Le détecteur du Fréjus est un calorimètre à grain fin de 900 tonnes construit pour étudier la désintégration du nucléon. La sensibilité atteinte après 4 ans de prise de données est de 1,3 kt. An. Dans cette thèse sont analysés les modes de désintégration avec un anti-neutrino manquant et un méson dans l'état final. Les analyses de tous les canaux de désintégration des mésons sont décrites, et plus particulièrement celles dans lesquelles l'état final ne contient que des photons ou bien un muon dû à la désintégration du K+. Les coupures cinématiques et topologiques sont différentes pour chacun des canaux, l'efficacité de détection calculée par simulation variant entre 10% et 16% pour tous les modes. Le bruit de fond est dû aux interactions des neutrinos atmosphériques dans le détecteur, et est calculé à partir d'un programme de simulation. Les données enregistrées sont compatibles avec le bruit de fond calculé, qui est inférieur ou de l'ordre de 1 événement dans chaque canal. Les limites inférieures obtenues sur le temps de vie du nucléon varient, suivant le canal, entre 0,9 10³¹ et 2,9 10³¹ années
The Fréjus detector is a 900 tons fine grained calorimeter built in order to look for nucleon decay. It has reached a fiducial sensitivity of 1. 3 kt. Year after four years of data taking. Ln this thesis the decay modes with a missing anti-neutrino and one meson are studied. The analyses of all the meson decay channels are described, in particular those where the final state involves only photons or a muon due to K+ decay. The topological and kinematical cuts are different for all the channels; the detection efficiency computed by Monte-Carlo simulation ranges from 10% to 16%. The background is due to atmospheric neutrino interactions in the detector, and is estimated from a simulation. Data are consistent with the calculated background, which is smaller or close to one event per decay channel. Lower nucleon lifetime limits are obtained, which range from 0. 9 10³¹ to 2. 9 10 ³¹ years

Description du détecteur calorimétrique de Fréjus et du système cygnus x-3 dans les domaines d'émission x et radio. On présente l'analyse réalisée au moyen des données du Fréjus afin de rechercher les muons en provenance de la direction de cygnus x-3. Aucun excès significatif n'est relevé dans le voisinage de cygnus x-3. Comparaison du résultat négatif avec d'autres expériences souterraines. Par les expériences cerenkov atmosphériques, on montre qu'aucune des expériences qui ont observé cygnus x-3 n'est convaincante et que l'accord entre ces expériences n'est que superficiel