Mesure des neutrinos solaires de la raie du béryllium dans l'expérience Borexino
Résumé
The Borexino experiment (BX), a collaboration involving nine countries, is located in the Gran Sasso underground laboratory, Italy. It aims to measure the solar neutrino flux from the beryllium line at 862 keV.
It will be the first real-time solar neutrino measurement at such low energies. This demands rigorous control of radiopurity. The technical feasibility is being studied with the prototype called the Counting Test Facility (CTF). The College de France group is responsible for the fast digitizer boards (FADC) on BX. The FADC were designed by our laboratory and completed at the beginning of 2002. Prototype and first industrial boards have been installed on CTF for tests and are currently operating wuth photomultipliers.
We developped FADC data acquisition software for CTF arid BX. For BX, we are using an online algorithm to reduce data flow, based on event coincidence detection and suppression of low energy events. We have been producing data with CTF since summer 2000, and with BX we have performed a variety of tests with the first air runs.
CTF analysis concerns just FADC data, and a joint analysis of FADC-based electronics with the standard system installed by the Italian team. One can reconstruct event energy and coincidences using FADC with a precision similar to the standard electronics. The parallel analysis shows the importance of using a single digitizing electronic train with no dead time in order to measure contamination in the detector, to analyse photomultiplier afterpulses and to discriminate between alpha and beta events. Furthemore, several discrimination methods are studied for BX with simulations.
It will be the first real-time solar neutrino measurement at such low energies. This demands rigorous control of radiopurity. The technical feasibility is being studied with the prototype called the Counting Test Facility (CTF). The College de France group is responsible for the fast digitizer boards (FADC) on BX. The FADC were designed by our laboratory and completed at the beginning of 2002. Prototype and first industrial boards have been installed on CTF for tests and are currently operating wuth photomultipliers.
We developped FADC data acquisition software for CTF arid BX. For BX, we are using an online algorithm to reduce data flow, based on event coincidence detection and suppression of low energy events. We have been producing data with CTF since summer 2000, and with BX we have performed a variety of tests with the first air runs.
CTF analysis concerns just FADC data, and a joint analysis of FADC-based electronics with the standard system installed by the Italian team. One can reconstruct event energy and coincidences using FADC with a precision similar to the standard electronics. The parallel analysis shows the importance of using a single digitizing electronic train with no dead time in order to measure contamination in the detector, to analyse photomultiplier afterpulses and to discriminate between alpha and beta events. Furthemore, several discrimination methods are studied for BX with simulations.
L'expérience Borexino (BX), collaboration impliquant neuf pays, est implantée dans le laboratoire souterrain du Gran Sasso en Italie. Elle vise la mesure du flux de neutrinos solaires de la raie du béryllium à 862 keV, première mesure en temps réel à si basse énergie. Cette expérience impose des contraintes très fortes en radiopureté. Sa faisabilité technique est testée dans le prototype Counting Test Facility (CTF).
Le groupe du Collège de France est chargé du système de numérisation rapide (FADC) sur BX. Ces FADC ont été conçus au laboratoire et nous les avons finalisés début 2002. Les cartes prototypes et les premiers modèles industriels ont été implantés sur CTF à titre de test, numérisant les signaux issus des photomultiplicateurs.
Nous avons développé les logiciels d'acquisition des FADC sur CTF et BX. Pour BX, nous utilisons un algorithme interne de réduction des données basé sur l'élimination en temps réel des événements à trop basse énergie tout en conservant les événements en coïncidence. Sur CTF, nous produisons des données depuis l'été 2000 et sur BX les premiers tests ont eu lieu sans scintillateur.
L'analyse de CTF porte sur les données issues des FADC seuls et des donnés conjointes entre les FADC et l'électronique standard mise en place par l'équipe italienne. Nous montrons que les FADC permettent de reconstruire l'énergie des événements et les coïncidences avec des précisions comparables à celles de l'électronique standard. La comparaison des données issues des deux systèmes montre l'apport du FADC, sans temps mort, pour la mesure de contaminations dans le détecteur, l'analyse des signaux tardifs issus des photomultiplicateurs et la discrimination entre événements de type alpha et bêta. Plusieurs méthodes de discrimination sont également étudiées par simulations pour BX.
Le groupe du Collège de France est chargé du système de numérisation rapide (FADC) sur BX. Ces FADC ont été conçus au laboratoire et nous les avons finalisés début 2002. Les cartes prototypes et les premiers modèles industriels ont été implantés sur CTF à titre de test, numérisant les signaux issus des photomultiplicateurs.
Nous avons développé les logiciels d'acquisition des FADC sur CTF et BX. Pour BX, nous utilisons un algorithme interne de réduction des données basé sur l'élimination en temps réel des événements à trop basse énergie tout en conservant les événements en coïncidence. Sur CTF, nous produisons des données depuis l'été 2000 et sur BX les premiers tests ont eu lieu sans scintillateur.
L'analyse de CTF porte sur les données issues des FADC seuls et des donnés conjointes entre les FADC et l'électronique standard mise en place par l'équipe italienne. Nous montrons que les FADC permettent de reconstruire l'énergie des événements et les coïncidences avec des précisions comparables à celles de l'électronique standard. La comparaison des données issues des deux systèmes montre l'apport du FADC, sans temps mort, pour la mesure de contaminations dans le détecteur, l'analyse des signaux tardifs issus des photomultiplicateurs et la discrimination entre événements de type alpha et bêta. Plusieurs méthodes de discrimination sont également étudiées par simulations pour BX.