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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-19-0622

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique des particules / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

Mesure de la diffusion cohérente de neutrinos auprès des réacteurs nucléaires de Chooz

RÉSUMÉ DU SUJET

La thèse proposée porte sur la détection des neutrinos émis par les réacteurs nucléaires selon le processus de diffusion cohérente, mis en évidence pour la première fois en 2017 avec des neutrinos d’une source de spallation de quelques dizaines de MeV [1]. L’expérience Nu-Cleus [2], qui fait l’objet de la thèse, est actuellement en fin de conception. Elle sera déployée auprès de la centrale nucléaire de Chooz à partir de 2019. Un nouveau site de détection, situé entre les deux cœurs de la centrale sera employé pour la mesure. La détection se fera avec des mini-bolomètres ayant un seuil de détection extrêmement bas, de l’ordre de 10 eV, afin d’observer de faibles reculs nucléaires induits par les neutrinos [3]. Une première phase de l’expérience, entre 2020 et 2021 utilisera une masse de détecteur de l’ordre de 10 grammes. Cette réduction de la masse fiducielle constituera une percée technologique en physique des neutrinos. Un réseau d’une centaine de bolomètres permettra ensuite de conduire un programme de physique innovant : tests du modèle standard et recherche de nouvelle physique à basse énergie (dont les neutrinos stériles), facteurs de forme faibles des noyaux, application à la surveillance des réacteurs.

Le principal travail de thèse comportera le développement d’une chaîne de simulation et d’analyse de données de l’expérience. Cette chaîne sera utilisée pour optimiser la détection, pour effectuer des études de sensibilités, et enfin pour analyser et publier les résultats des mesures. L’étudiant(e) participera aussi à l’intégration de l’expérience sur site, prévue en 2020, suivie par la mise en service des détecteurs. Ce travail se fera en proche collaboration avec l’Université de Munich, le service de Physique nucléaire de l’Irfu, et les équipes du CNPE de Chooz.

L’Irfu est solidement impliqué sur la thématique des neutrinos de basses énergies, avec la mesure de l’angle de mélange theta-13 par l’expérience Double Chooz [4], les applications à la non-prolifération avec l’expérience Nucifer [5], et les recherches de neutrinos stériles par les expériences Stéréo [6] et KATRIN [7].

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

[1] D. Akimov et al., Science 03 Aug 2017

[2] Strauss, R., Rothe, J., Angloher, G. et al. Eur. Phys. J. C (2017) 77: 506

[3] J. Bill J.Phys. G44 (2017) no.10, 105101

[4] M. Kaneda, Phys. Part. Nucl. 49 (2018)

[5] M. Pequignot, Nucl. P. P. Proc. 265-266 2015

[6] H. Almazan et al., arXiv:1806.02096

[7] M. Kleesiek, arXiv:1806.00369

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Formation en physique expérimentale, avec spécialisation en physique des particules/ nucléaire. Compétences en simulation et analyse, si possible sous Matlab.

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers
Service de Physique des Particules
Groupe Double Chooz
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2019
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Thierry Lasserre  

CEA
DRF/IRFU/SPP
DSM/IRFU/SPP
Bât. 141
91191 Gif sur Yvette

Téléphone : +33 1 69 08 36 49

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

Thierry Lasserre

CEA
DRF/IRFU/SPP
DSM/IRFU/SPP
Bât. 141
91191 Gif sur Yvette