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Développement d'un détecteur PICOSEC-Micromegas pour ENUBET

Physique corpusculaire et cosmos Physique des particules

Résumé du sujet

Le projet ENUBET (Enhanced NeUtrino BEams from kaon Tagging) vise à construire un faisceau de neutrinos monitoré afin de réduire l'incertitude sur le flux et la section efficace des neutrinos à <1%. Face au taux élevé d'événements attendus dans ENUBET, la résolution temporelle du détecteur est essentiel pour la reconstruction des événements et la diminution du mixage des différents événements. Un échantillonnage des détecteurs sub-ns permettrait une corrélation un à un entre les positrons tagués dans la ligne de faisceau et les neutrinos tagués dans le détecteur lointain, transformant ENUBET en premier "faisceau de neutrinos tagués".

PIMENT est un projet de R&D financé par l'ANR pour développer de nouveaux instruments de détection basés sur le concept PICOSEC-Micromegas et démontrer l'impact de ces détecteurs sur les recherches en Nouvelle Physique. L'exploitation éventuelle de la technologie PICOSEC-Micromegas sera étudiée pour le taguer et les détecteurs de neutrinos de ENUBET.

Dans la cadre de la thèse proposée, le candidat retenu : a) réaliser des études de cas de physique sur l'impact de l'utilisation de la technologie PICOSEC Micromegas dans ENUBET pour différents scénarios : Les micromégas PICOSEC comme couches T0, les micromégas PICOSEC intégrés dans le callorimètre électromagnétique, l'instrumentation du dump hadronique, le tagging temporel dans le callorimètre à argon liquide ; b) participer au développement de prototypes modulaires, multi-voies (~100 de pads) équipés de nouvelles photocathodes à base de carbone avec un yield suffisant de photo-électrons, adaptés aux besoins spécifiques de chaque scénario ; c) étudier les performances temporelles des prototypes avec le laser UV fs au IRAMIS, CEA/Saclay et avec les faisceaux de particules au CERN ; d) évaluer les performances des prototypes en utilisant une nouvelle électronique, basée sur le circuit de lecture SAMPIC.

Laboratoire

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Département d’Electronique, des Détecteurs et d’Informatique pour la physique
DÉtecteurs: PHYsique et Simulation
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