Informations générales

Délai de traitement

3 mois

Description du poste

Domaine

Physique corpusculaire et cosmos

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage - Ingénieur/Master - Physique du noyau, atome, molécule

Sujet de stage

Reconstruction d'événements double-beta sans émission de neutrinos dans une TPC de Xénon à haute pression

Durée du contrat (en mois)

4-6 mois

Description de l'offre

Ettore Majorana a montré que le neutrino, seule particule de matière de charge électrique nulle, pourrait être identique à son antiparticule. Si tel est le cas, alors un phénomène naturel nouveau devrait apparaître pour quelques rares isotopes : la désintégration double-beta sans émission de neutrinos, où les deux anti-neutrinos produits s'annihilent l'un l'autre. La violation de l'invariance du nombre leptonique qui en résulte, et qui est interdite par le Modèle Standard serait une découverte majeure. La collaboration PandaX-III propose de mesurer la cinématique d'événements de désintégration double-beta de noyaux de Xénon 136 dans un grand volume de Xénon gazeux à 10 bars, en les distinguant des différents bruits de fonds (double-beta classique, contamination d'autres noyaux radioactifs, rayons cosmiques). Cette expérience prendra place dans le laboratoire souterrain de JinPing (province du Sichuan, Chine) avec un premier module de 200 kg de Xénon dès 2019. Afin de mesurer les événements de désintégration, le volume de Xénon gazeux forme une chambre à projection temporelle (Time Projection Chamber, TPC) où les particules issues de la désintégration ionisent le gaz. La détection des électrons d'ionisation, qui dérivent sous l'effet d'un champ électrique, se fait dans des détecteurs gazeux à micro-structure Micromegas suivant deux coordonnées X et Y. La coordonnée Z qui indique la distance au plan de détection est mesurée par le temps de dérive des électrons. Les événements de désintégration double-beta présentent une topologie relativement différente de celle des événements de bruits de fond gammas issus de noyaux radioactifs. En effet les deux électrons partent avec une impulsion de l'ordre du MeV, et déposent leur énergie dans le gaz après une trajectoire chaotique, alors que les gammas qui interagissent avec le gaz par effet photoélectrique n'émettent qu'un seul électron. Ceci peut permettre de fortement réduire, d'un facteur jusqu'à 100, l'influence du bruit de fond gamma dans la mesure, en reconstruisant la trajectoire des électrons pour reconnaître leur topologie. Dans cette étude une excellente résolution en énergie des détecteurs est essentielle pour distinguer les événements double beta sans neutrino des autres processus. Le stagiaire travaillera avec les physiciens du CEA/ IRFU /DPhN. Il participera au développement des algorithmes de reconstruction des trajectoires des électrons à partir de données réelles venant de prototypes et de simulations Monte-Carlo. Il étudiera la discrimination entre signal et bruit de fond en se basant sur ce travail de reconstruction. Il pourra participer aux tests de détecteurs Micromégas effectués dans le cadre de la R&D pour améliorer la résolution en énergie de ces détecteurs. Contacts: Damien Neyret : 0169087552 Fabienne Kunne : 0169084345