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Développement de détecteurs cryogéniques avec identification de particules pour la recherche de désintégrations double bêta

Physique corpusculaire et cosmos Physique des particules

Résumé du sujet

La double désintégration bêta sans neutrinol (0n2b) est une transition nucléaire théorique dont l'observation constituerait une étape majeure dans la physique des particules et, en particulier, des neutrinos. Ce processus, s'il existe, viole la loi de conservation du nombre de leptons et confirme la nature de Majorana du neutrino. La détection de 0n2b est une tâche difficile, car il s'agit d'une désintégration très rare (T1/2>10^26 ans), et les expériences nécessitent une grande efficacité de détection, une résolution en énergie, une radiopureté, une grande masse et des niveaux de bruit de fond très faibles. Plusieurs expériences à l'échelle de la tonne sont en préparation, mais en parallèle, de nouvelles approches doivent être étudiées pour obtenir des niveaux de sensibilité plus élevés. Le projet TINY propose une nouvelle technologie de détection, basée sur des détecteurs cryogéniques (mesurés à des températures de l'ordre du mK). Le sujet de thèse sera principalement consacré au développement de nouveaux capteurs thermiques, à la caractérisation de détecteurs contenant du Zr- et du Nd, à l'évaluation des performances et à l'évaluation de l'applicabilité de la technologie pour une expérience à l'échelle de la tonne. L'étudiant développera des compétences sur le fonctionnement des installations cryogéniques, le traitement des signaux, l'analyse des données et les simulations. Enfin, un démonstrateur sera préparé dans le but d'établir de nouvelles limites pour le 0n2b pour le 96-Zr et le 150-Nd, et d'effectuer des mesures de précision de la désintégration du 2n2b.

Laboratoire

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service de Physique des Particules
Groupe Sources et Réacteurs (GNSR)
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