Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7
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enquête. En parallèle, une option hybride d'un ou de deux réservoirs MEMPHYS conjointement avec l'expérience LENA sera étudiée. Dans le panneau gauche de la figure 2, le sept endroits sur lesquels LAGUNA a enquêté et leurs distances au CERN sont affichés. Sur la droite de la figure 2 configurations typiques et les profondeurs pour les trois options différentes de détecteurs sont représentées. Figure 2: Les sept endroits de LAGUNA. Physique avec MEMPHYS à Fréjus: Cette option sera la priorité de notre groupe pour les prochaines années. L'installation de cette infrastructure à Fréjus permettrait à la France de garder et d'étendre son rôle de leader dans la physique du neutrino et dans la quête de la compréhension de notre univers. Un laboratoire international de cette taille a un important impact socio-économique pour la région. Cela a été reconnu par les autorités locales qui soutiennent fortement la mise en œuvre du laboratoire. Une des techniques les mieux comprises pour la détection des neutrinos est basée sur l'émission de lumière Cherenkov dans l'eau par les particules chargées résultant des interactions de neutrinos. A des énergies de faisceau en dessous de 1 GeV, la technique de l'eau Cherenkov est bien adaptée aux buts de LAGUNA. Par conséquent, la possibilité de construire un détecteur Cherenkov à l'eau avec une masse fiducielle environ 20 fois plus grande que SuperKamiokande est actuellement étudiée par les différents groupes à travers le monde, et pour différents sites souterrains. Le projet MEMPHYS est discuté ici, avec un intérêt particulier pour le déploiement dans une extension du laboratoire de Modane (LSM: Laboratoire Souterrain de Modane de la France), la distance au CERN étant optimale pour un faisceau de neutrinos de faible énergie. Chaque réservoir de MEMPHYS est environ 10 fois SuperKamiokande et donc n'est nécessaire qu'une extrapolation relativement simple à partir d'un détecteur existant. Pour un détecteur MEMPHYS sur le site de Fréjus, situé à 130 km du CERN et en considérant une énergie de faisceau entre de 0,2 à 0,4 GeV, la probabilité d'oscillation des neutrinos correspond au premier pic d'oscillations. Une disposition possible du nouveau laboratoire est montrée dans la figure 3.
Figure 3: Vue d'artiste du détecteur MEMPHYS sur la gauche et la conception de base pour l'implémentation du futur laboratoire à droite. On peut utiliser les β-beams et les superbeams. Un β-beam est un faisceau composé d'ions radioactifs-β. L'émission d'électrons (ou positrons) s'accompagne d'émission d'anti-neutrinos (ou neutrinos). Un superbeam n'est qu'un faisceau classique de neutrinos, mais extrêmement intense. On obtient ainsi un potentiel de découverte de sin 2 (2θ13) dans la gamme de 5×10 -3 à 3×10 -4 (limites inférieures et supérieures) à 3σ, indépendamment de la valeur réelle de la phase δ CP. Pour certaines valeurs de δ CP, la sensibilité est considérablement améliorée. Rien que pour un seul un β-beam les limites de découverte de sin 2 (2θ13) ≈ 3 (10) ×10 -4 sont obtenus pour une large fraction des valeurs possibles de la phase δ CP. Un autre point important est la compréhension de la hiérarchie de masse des neutrinos: MEMPHYS pourrait aussi déterminer ce paramètre avec une sensibilité à 2σ (limite de confiance avec les données prises en 5 ans) pour sin 2 (2θ13) > 0.025. Ce résultat pourrait être obtenu - dans un MEMPHYS en configuration Fréjus - combinant β-beam et Superbeam à la mesure des neutrinos atmosphériques. Le potentiel de découvertes de MEMPHYS pour sin 2 (2θ13), δCP et la hiérarchie de masse est résumée dans la figure 4. On peut clairement en déduire l'importance du potentiel d'un β−beam qui est en partie dûe à l' erreur systématique réduite de par la pureté en saveur (aucun mélange avec des ν µ et des ντ) et absence de mélange entre neutrinos et antineutrinos car le signe de la charge des isotopes du faisceau est unique. Figure 4: Potentiel de découverte de MEMPHYS pour sin 2 (2θ13), δCP et la hiérarchie de masse. Le potentiel de physique pour de la physique sans accélérateurs est résumé dans le paragraphe suivant.
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enquête. En parallèle, une option hybride d'un ou de deux réservoirs MEMPHYS<br />
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Figure 2: Les sept endroits de LAGUNA.<br />
Physique avec MEMPHYS à Fréjus:<br />
Cette option sera la priorité de notre groupe pour les prochaines années. L'installation de cette<br />
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physique du neutrino et dans la quête de la compréhension de notre univers. Un laboratoire<br />
international de cette taille a un important impact socio-économique pour la région. Cela a été<br />
reconnu par les autorités locales qui soutiennent fortement la mise en œuvre du laboratoire.<br />
Une des techniques les mieux comprises pour la détection des neutrinos est basée sur<br />
l'émission de lumière Cherenkov dans l'eau par les particules chargées résultant des<br />
interactions de neutrinos. A des énergies de faisceau en dessous de 1 GeV, la technique de<br />
l'eau Cherenkov est bien adaptée aux buts de LAGUNA. Par conséquent, la possibilité de<br />
construire un détecteur Cherenkov à l'eau avec une masse fiducielle environ 20 fois plus<br />
grande que SuperKamiokande est actuellement étudiée par les différents groupes à travers le<br />
monde, et pour différents sites souterrains. Le projet MEMPHYS est discuté ici, avec un<br />
intérêt particulier pour le déploiement dans une extension du laboratoire de Modane (LSM:<br />
Laboratoire Souterrain de Modane de la France), la distance au CERN étant optimale pour un<br />
faisceau de neutrinos de faible énergie. Chaque réservoir de MEMPHYS est environ 10 fois<br />
SuperKamiokande et donc n'est nécessaire qu'une extrapolation relativement simple à partir<br />
d'un détecteur existant.<br />
Pour un détecteur MEMPHYS sur le site de Fréjus, situé à 130 km du CERN et en<br />
considérant une énergie de faisceau entre de 0,2 à 0,4 GeV, la probabilité d'oscillation des<br />
neutrinos correspond au premier pic d'oscillations.<br />
Une disposition possible du nouveau laboratoire est montrée dans la figure 3.