Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7

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pour mesurer les différences de composition d'un intense faisceau de neutrinos du Fermilab, sur une distance entre le détecteur proche et le lointain de 735 km. Les deux détecteurs sont conçus pour être aussi indentiques que possible de sorte que de nombreux effets systématiques de leurs réponses seront annulés dans les comparaisons des événements neutrino entre eux. Le document décrit les détecteurs MINOS de façon très détaillée. Quand j'ai rejoint l'expérience en 1999, elle était au début de son développement et un effort très excitant et intense a commencé. Dès que le type de détecteur (un sandwich fer aimanté - scintillateur a été adopté, nous avons développé la façon de le construire. Dans les premiers jours j'ai aussi travaillé sur une proposition du groupe de compléter le détecteur lointain avec un détecteur muni d' émulsions nucleaires à la Chorus et Donut pour observer directement l'apparence du neutrino tau. Cette proposition n'a pas été acceptée parce que les finances ne le permettaient pas. Par ailleurs, dans le programme de R & D pour MINOS, nous avons commencé par l'optimisation des lattes de scintillateur plastique, leur lecture par une fibre optique couplée à des photomultiplicateurs multi-anodes de Hamamatsu. Le système de scintillateur MINOS se compose d'environ cent mille bandes extrudées de scintillateur polystyrène, chacune faisant 4,1 cm de large, 1,0 cm d'épaisseur et jusqu'à 8m de long, la surface totale de ce système étant de 28000 m 2 . La lecture de ces scintillateurs se fait par des fibres scintillantes choisies par opposition à une lecture directe du scintillateur en raison d'un avantage de près de 22 :1 en coût. La plupart des économies de coût provient de l'utilisation des fibres dont la longueur d'onde d'absorption est plus faible que celle de réémission, en anglais "wave length shifter (WLS)", pour canaliser la lumière vers les pixels des photomultiplicateurs.Une fibre WLS parcourt le centre de la face large de chaque bande et recueille la lumière provenant de toute la bande, conduisant à une réduction de la superficie photocathode (par rapport à lecture directe scintillateur) par un facteur de plus de 300. La sommation optique de la lecture des fibres WLS dans le détecteur lointain conduit à une économie des coûts supplémentaires à la suite d'une réduction du nombre de PMT et de canaux associés électroniques. J'ai contribué à cette partie en participant à la construction d'un prototype à l'Argonne National Lab. Toutes les étapes de l'assemblage, y ont été testées, du collage des fibres dans les bandes de scintillateur jusqu'à la manutention et l'emballage et l’assemblage sur les plaques d'acier. Le groupe de l'<strong>Université</strong> Tufts a été en charge de la production du fraisage précis des bandes de scintillateur. J'ai écrit le programme pour une machine de fraisage 3D pour la production de masse à Tufts. Le détecteur de MINOS est constitué de 486 plaques d'acier, chacune construite de huit plaques individuelles, plus petites, pour être compatible avec l’accès restreint de la mine. Tous les composants du détecteur ont été déplacés à travers le puits de la mine souterraine existante, les dimensions et poids devant être limités à 5.5 tonnes au plus. Chaque élément d’acier de 8 m en diagonale a été construite sous terre par soudure et rassemble huit plaques de 2m de large et 1,27 cm d'épaisseur. Après avoir fixé les modules des bandes de scintillateur d'un côté, les éléments ont été montées à la verticale avec un espacement centre à centre de 5,95 cm. La masse totale est de 5500 tonnes. L'ensemble du détecteur est magnétisé avec une bobine centrale de 1,4 T. En collaboration avec mes élèves, nous avons contribué à la construction du détecteur à la cartographie du champ magnétique. La connaissance précise du champ est très important pour la reconstruction du moment et la charge du muon. Publication 5 Références : Large underground, liquid based detectors for astro-particle physics in Europe: Scientific case and prospects. D. Autiero et al. May 2007. 29pp. Published in JCAP 0711:011,2007. Résumé: Ce document doit être considéré comme le fondement de la collaboration européenne LAGUNA (gros appareils pour Grand Unification et astrophysique des neutrinos) et LAGUNA-LBNO (gros appareils pour Grand Unification et astrophysique des neutrinos et Long Baseline Neutrino Oscillation). Aujourd'hui la physique des neutrinos est un des domaines les plus dynamiques de la recherche en physique des particules fondamentales et en astrophysique. La prochaine génération de détecteurs de neutrinos se penchera sur les deux aspects: les propriétés fondamentales des neutrinos, comme la hiérarchie de masse, l'angle de mélange θ13 et la phase de CP ainsi qu'à l'astronomie des neutrinos solaires de faible énergie, la mesure des neutrinos atmosphériques et de ceux des supernovae. Enfin, la durée de vie limitée du proton, qui est la prédiction importante de la plupart des théories de grande unification, sera testée avec au moins un ordre de grandeur de gain par rapport aux limites actuelles. Un Observatoire de neutrinos moderne aura besoin d'un énorme détecteur à l'échelle mégatonnes qui à son tour doit être installé dans un nouveau laboratoire souterrain international, capable d'accueillir un tel détecteur. La contribution spécifique par mon groupe à cet article est lié à
l'évaluation de la performance physique d'un grand détecteur Cherenkov à eau: MEMPHYS et la proposition d'un emplacement de ce nouveau laboratoire: le tunnel du Fréjus. Les performances des trois options pour le détecteur (Glacier: argon liquide, Lena: scintillateur liquide et MEMPHYS) sont comparés. Différents emplacements possibles dans toute l'Europe ont été identifiés dans le document. Le papier est l'apport scientifique à proposition LAGUNA et LAGUNA- LBNO FP7 qui ont été acceptés et financés par la Commission européenne.
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