Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7
Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7 Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7
Figure 5: Résumé du potentiel de physique des trois détecteurs proposés pour la physique sans accélérateurs. Pour les physiques avec faisceau, la différence est dans la capacité à mesurer la hiérarchie de masse. La plus longue distance est la mieux adaptée. A l'emplacement de Fréjus on peut mesurer la hiérarchie de masse à l'aide des neutrinos atmosphériques (gratuit). La mesure de la phase d de violation de CP est possible aux deux endroits. Toutefois, le β−beam dans une configuration Fréjus permet la mesure la plus propre puisque le faisceau n'a aucune saveur leptonique autre que électronique. Les trois détecteurs travailleront en mode continu (pas de déclenchement). Ils seront actifs tout le temps et les données seront enregistrées en continu sur une ferme de PC et traités hors ligne. Le programme pour l'astrophysique fera la majeure partie des données et les données à partir du faisceau sont marquées en temps par le signal d'extraction des protons au CERN. Cela permet à l'Observatoire de neutrinos d'être toujours opérationnel, indépendemment des arrêts éventuels au CERN. Cette stratégie permet aussi une approche par étapes où l'on peut démarrer le programme d'astrophysique juste après la fin de construction du détecteur et plus tard de construire le faisceau approprié ou apporter des améliorations importantes à la puissance du faisceau. Recherche et développement: Pour parvenir à la physique développée ci-dessus, les détecteurs et l'installation doivent répondre à des exigences très strictes de performances, de stabilité et de coûts. Les équipes en charge du détecteur ont lancé une activité de R&D sur chaque technologie. Un thème commun est la détection de la lumière. A l' APC, nous développons un banc d'essai pour diverses solutions de tubes photo-multiplicateurs (PMT) et d'électronique en utilisant les signaux induits par les muons cosmiques. En particulier la couverture d'une grande surface avec des PMT pour un "faible'' coût implique une lecture des PMT avec une électronique intégrée (ASIC) pour des groupes de PMT (matrices de 4x4). Le développement d'une telle électronique est l'objectif d'un programme français de R&D dédié, appelé PMm2. Le circuit en cours de développement permet d'intégrer pour chaque groupe de PMT: un discriminateur à haute vitesse sur le signal de photoélectrons (pe), la numérisation de la charge (sur un ADC
12 bits), la numérisation du temps (sur un TDC 12 bits), un ajustement de gain de chaque canal, et une haute tension commune. Toutes les électroniques et les acquisitions développées dans le programme de PMm2 vont être entièrement testées avec le prototype MEMPHYNO situé à l'APC. Par ailleurs, MEMPHYNO va mesurer le seuil de déclenchement, les performances de reconstruction des traces et les propriétés des PMT. MEMPHYNO est un banc d'essai pour tout type de capteurs de lumière ou pour toute solution électronique pour des expériences de la prochaine génération à taille mégatonne. Ce prototype est réalisé au moyen d'un réservoir en polyéthylène de 2 x 2 x 2 m 3 rempli d'eau et un hodoscope composé de 4 plans de scintillateur - 2 sur le dessus et 2 sur le fond - pour le déclenchement par les muons cosmiques. La première matrice de 16 PMT de PMm2 sera placée dans le réservoir et étudiée d'abord avec des muons cosmiques. Puis, MEMPHYNO sera déplacé à LSM (Fréjus) pour un test de bruit de fond dans le même environnement que MEMPHYS, puis au CERN pour des mesures avec faisceaux d'électrons, de pions et de kaons (un faisceau d'électrons au LAL à Orsay est également possible). Le test avec les électrons sera utilisé pour étudier l'efficacité de collection de la lumière Cherenkov provenant d'une source ponctuelle et pour mesurer la gamme dynamique en photoélectrons uniques avant de présenter des phénomènes d'empilement) avec le nouveau système électronique. Dans la figure 6 sur la gauche est montrée une vue schématique du détecteur MEMPHYNO. Sur la droite peuvent être vus les 16 PMT Hamamatsu ainsi qu'une boîte résistant à l'eau et contenant l'électronique. Figure 6: Le prototype MEMPHYNO en cours de développement à l'APC. Nous avons commencé des collaborations étroites avec des groupes de GLACIER et LENA qui sont très intéressés pour utiliser nos appareils électroniques et nos installations de tests. Calendrier du projet: Les principaux jalons du projet sont donnés dans le tableau 1 ci-dessous. De 2011 à 2014, je suis le président du Conseil Scientifique de LAGUNA-LBNO. A cette fonction, je vais suivre les travaux scientifiques de l'étude de conception. En même temps, je suis coordinateur pour les membres français du CNRS et de l'Université. Notre groupe se concentrera sur l'évaluation des avantages et inconvénients de l'emplacement du Fréjus et d'un détecteur Cherenkov à eau. Des avis circonstanciés sur les potentiels de physique et les coûts de l'ensemble de l'observatoire de neutrinos seront fournis pour la mise à jour la stratégie du CERN début 2013. En Septembre 2014, le rapport final sur l'étude de conception LAGUNA-LBNO doit être déposée à la Commission Européenne. Le consortium LAGUNA devra choisir une combinaison site / détecteur basée sur le meilleur potentiel de physique, la faisabilité et la
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12 bits), la numérisation du temps (sur un TDC 12 bits), un ajustement de gain de chaque<br />
canal, et une haute tension commune. Toutes les électroniques et les acquisitions développées<br />
dans le programme de PMm2 vont être entièrement testées avec le prototype MEMPHYNO<br />
situé à l'<strong>APC</strong>. Par ailleurs, MEMPHYNO va mesurer le seuil de déclenchement, les<br />
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des expériences de la prochaine génération à taille mégatonne. Ce prototype est réalisé au<br />
moyen d'un réservoir en polyéthylène de 2 x 2 x 2 m 3 rempli d'eau et un hodoscope composé<br />
de 4 plans de scintillateur - 2 sur le dessus et 2 sur le fond - pour le déclenchement par les<br />
muons cosmiques. La première matrice de 16 PMT de PMm2 sera placée dans le réservoir et<br />
étudiée d'abord avec des muons cosmiques. Puis, MEMPHYNO sera déplacé à LSM (Fréjus)<br />
pour un test de bruit de fond dans le même environnement que MEMPHYS, puis au CERN<br />
pour des mesures avec faisceaux d'électrons, de pions et de kaons (un faisceau d'électrons au<br />
LAL à Orsay est également possible). Le test avec les électrons sera utilisé pour étudier<br />
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mesurer la gamme dynamique en photoélectrons uniques avant de présenter des phénomènes<br />
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Dans la figure 6 sur la gauche est montrée une vue schématique du détecteur MEMPHYNO.<br />
Sur la droite peuvent être vus les 16 PMT Hamamatsu ainsi qu'une boîte résistant à l'eau et<br />
contenant l'électronique.<br />
Figure 6: Le prototype MEMPHYNO en cours de développement à l'<strong>APC</strong>.<br />
Nous avons commencé des collaborations étroites avec des groupes de GLACIER et LENA<br />
qui sont très intéressés pour utiliser nos appareils électroniques et nos installations de tests.<br />
Calendrier du projet:<br />
Les principaux jalons du projet sont donnés dans le tableau 1 ci-dessous. De 2011 à 2014, je<br />
suis le président du Conseil Scientifique de LAGUNA-LBNO. A cette fonction, je vais suivre<br />
les travaux scientifiques de l'étude de conception. En même temps, je suis coordinateur pour<br />
les membres français du CNRS et de l'<strong>Université</strong>. Notre groupe se concentrera sur l'évaluation<br />
des avantages et inconvénients de l'emplacement du Fréjus et d'un détecteur Cherenkov à eau.<br />
Des avis circonstanciés sur les potentiels de physique et les coûts de l'ensemble de<br />
l'observatoire de neutrinos seront fournis pour la mise à jour la stratégie du CERN début<br />
2013. En Septembre 2014, le rapport final sur l'étude de conception LAGUNA-LBNO doit<br />
être déposée à la Commission Européenne. Le consortium LAGUNA devra choisir une<br />
combinaison site / détecteur basée sur le meilleur potentiel de physique, la faisabilité et la