Identification et localisation des événements neutrino dans le détecteur OPERA
Résumé
OPERA est une expérience destinée à démontrer que le phénomène d'oscillation des neutrinos est à l'origine des neutrinos atmosphériques (transition $\nu_\mu \to \nu_\tau$ et recherche de l'angle de mélange $\nu_\mu \to \nu_e$). Pour prouver l'apparition des à 732 km du CERN, un détecteur hybride est en cours d'installation dans le souterrain du Gran Sasso. La cible, faite de briques de 8kg composées de feuilles de plomb et d'émulsions photographiques, permet l'observation directe de la désintégration du lepton $\tau$ produit lors des interactions $\nu_\tau$ en courant chargé (CC). La reconstruction des traces, la localisation des interactions neutrino dans la cible ainsi que l'identification du muon sont possibles par des trajectographes placés à l'intérieur de la cible (plans de scintillateurs) et dans le spectromètre qui la suit (détecteurs RPC). Cette thèse est centrée sur le développement des algorithmes nécessaires pour l'identification et la localisation des interactions neutrino dans la cible d'OPERA. Ces algorithmes sont basés sur une approche globale de l'utilisation des détecteurs électroniques. Une classification des événements neutrino est mise en place à partir du muon produit lors des interactions $\nu_\tau$ CC avec désintégration du tau en muon. Elle est optimisée par la reconstruction de traces et par la prise en compte de critères topologiques et calorimétriques reflétant la nature de l'interaction (quasi-élastique, profondément inélastique) ; la logique de localisation de la brique d'interaction est alors adaptée à chaque catégorie. Une carte tridimensionnelle de probabilités de briques est obtenue et donne ainsi la possibilité d'élaborer différentes stratégies d'extraction de briques. Dans cette continuité de ce travail, une étude de faisabilité d'un test sur faisceau appelé OPERETTE a été réalisée. Le projet consistait à installer un détecteur similaire à celui d'OPERA sur un faisceau de neutrinos dans la zone Nord du CERN. OPERA aurait ainsi disposé d'un lot d'événements neutrino avant son démarrage lui permettant de tester les différentes techniques d'analyse.
NIL