Description

Le projet de thèse proposé s’inscrit dans l’étude des oscillations des neutrinos, un phénomène clé pour explorer la Nouvelle Physique au-delà du Modèle Standard. Ces oscillations, comparées entre neutrinos et antineutrinos, pourraient apporter des éclaircissements sur l'une des questions les plus fondamentales de la physique des particules : l'origine de l'asymétrie matière-antimatière dans l'Univers.

L’expérience T2K, située au Japon, étudie ces oscillations en générant un faisceau intense de neutrinos (et antineutrinos) muoniques. Ce faisceau est mesuré à deux endroits : un détecteur proche, utilisé pour réduire les incertitudes systématiques liées au flux de neutrinos et aux modèles d’interaction, et un détecteur lointain (Super-Kamiokande), chargé de mesurer la disparition des neutrinos muoniques et l’apparition des neutrinos électroniques après oscillations.

Le projet de thèse se divise en deux parties. La première consistera à calibrer les nouveaux détecteurs (nouvelles chambres à projection temporelle) pour mesurer le spectre en énergie des neutrinos et à évaluer les incertitudes systématiques associées. La seconde partie portera sur l’analyse des nouvelles données collectées, permettant d’obtenir des mesures plus précises des paramètres d'oscillation, d'améliorer la compréhension des interactions neutrino-noyau, et de mesurer la violation de CP dans les oscillations des neutrinos avec une précision de 3σ dans le cas d’une violation maximale, comme l’indiquent les derniers résultats de T2K, et à terme 5σ dans la future expérience Hyper-Kamiokande, qui utilisera le même faisceau et le même détecteur proche que T2K.

Compétences requises

Master 2 en Physique des Particules

Bibliographie

[1] K. Abe, et al., Constraint on the Matter-Antimatter Symmetry-Violating Phase in Neutrino Oscillations, Nature 580 (7803) (2020) 339–344, arXiv:1910.03887, doi:10.1038/s41586-020-2177-0.
[2] Abe et al. (T2K Collaboration), Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A 659, 106-135 (2011).
[3] K. Abe, et al., T2K ND280 Upgrade - Technical Design Report (1 2019). arXiv:1901.03750.
[4] D. Attié et al, Characterization of Charge Spreading and Gain of Encapsulated Resistive Micromegas Detectors for the Upgrade of the T2K Near Detector Time Projection Chambers, arXiv:2303.04481v1, https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.04481

Mots clés

Oscillations des neutrinos, Violation de CP, Chambre à Projection Temporelle, MicroMegas, T2K