Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7

Publication 1
Références : The CHORUS experiment to search for muon-neutrino --> tau-neutrino oscillation.
By CHORUS Collaboration (E. Eskut et al.). Published in Nucl.Instrum.Meth.A401:7-44,1997.
Résumé:
L'expérience CHORUS est ma première expérience d'oscillations neutrino. A la fin des année 80 et
début 90, les neutrinos étaient les candidats favoris pour les théories de matière noire chaude.
L'expérience CHORUS fut conçue pour voir des oscillations neutrino avec un ∆m 2 d'environ10 eV 2 .
L'appareillage, installé au CERN dans le faisceau de neutrinos µ regardait l'apparition des neutrinos τ
dans le détecteur. La détection d'un tel neutrino par sa réaction en courant chargé est un challenge de
par sa vie très courte. Nous avons utilisé comme cible des émulsions nucléaires et un "tracker" de
haute précision autour du vertex. Cette publication décrit en detail le dessin et les performances du
détecteur. Les émulsions ont l'inconvénient d'intégrer tous les événements durant la durée
d'exposition. Des milliers de traces sont stockées dans la région cible et si on ne disposait pas
d'informations supplémentaires, le signal ne pourrait être reconstruit. Pour retrouver les événements
intéressants dans une émulsion, un système de suivi des traces par détection calorimétrique
(électromagnétique et hadronique) de même que des spectromètres à muons furent développés. En
fait, les événements sont reconstruits de l'arrière vers l'avant. Par exemple, en partant d'un muon
reconstruit dans le spectromètre à muons (moment et charge), la trace en 3D est projetée à travers
les calorimètres électromagnétiques et hadroniques sur son point de sortie dans les émulsions.
Plusieurs couches de "trackers" à fibres scintillantes et des feuilles spéciales d'émulsion étaient
utilisées. Enfin, le vertex prédit est envoyé dans le scanneur d'émulsions pour étudier une surface de
200 x 200 µm2. A partir de là on trouve le vrai vertex et la reconstruction de l'événement terminent
l'analyse. Le signal attendu pour ce type d'événement doit être une courte trace du τ qui peut être
reliée au vertex primaire. Pendant ma thèse, j'étais responsable de la construction du spectromètre à
muons et j'ai développé le programme de "tracking" et de reconstruction du moment et de la charge
du muon, utilisé dans l'analyse finale de CHORUS. J'ai aussi beaucoup contribué au développement
de la lecture des fibres optiques en utilisant divers types d'intensificateurs de lumière et des cameras
CCD. Ce travail fut récompensé par le prix Leopoldina de l'académie allemande des sciences. Ces
deux développements forment une contribution majeure à cette publication.
Publication 2
Références : Observation of tau neutrino interactions. By DONUT Collaboration (K. Kodama et
al.). Published in Phys.Lett.B504:218-224,2001.
Résumé:
La motivation de réaliser l'expérience DONUT provenait de ce que le neutrino tau n'avait pas été
observé après la découverte par Perl et al. du lepton tau chargé, en 1975. Ce manque de preuve
expérimentale de l'une des particules élémentaires du modèle standard faisait désordre. L'idée sousjacente
est de détecter le neutrino tau via sa réaction courantt chargé sur les nucléons comme il a été
fait avant par Reines et Cowan en 1956 pour le neutrino électronique et par Lederman, Schwartz et
Steinberger en 1962 pour le neutrino muonique. L'expérience du Fermilab DONUT a été conçue pour
observer les interactions courant chargé du neutrino tau en identifiant le lepton tau en tant le seul
lepton créé au niveau du vertex. Aux énergies de neutrinos dans cette expérience, le tau se
désintègre généralement moins de 2 mm de sa création en une unique particule chargée (86% de
rapport de branchement). La signature du lepton tau est une trace coudée, ce qui signifie une
désintégration caractérisée par un moment transverse grand. Les émulsions nucléaires ont été
utilisés, comme dans l'expérience CHORUS, pour localiser et identifier ces désintégrations. Un
spectromètre pour particules chargées pouvant identifier des électrons et des muons a fourni des
informations supplémentaires. En fait Chorus a été "malchanceux" de ne pas détecter le neutrino tau,
car les oscillations ne prennent pas place dans l'espace des paramètres accessibles à l'expérience.
DONUT, par contre, a été placé dans un faisceau de neutrinos tau. La plupart des neutrinos tau ont