Exploring $\hbox {CE}\nu \hbox {NS}$ with NUCLEUS at the Chooz nuclear power plant - IN2P3 - Institut national de physique nucléaire et de physique des particules Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue European Physical Journal C: Particles and Fields Année : 2019

Exploring $\hbox {CE}\nu \hbox {NS}$ with NUCLEUS at the Chooz nuclear power plant

G. Angloher
  • Fonction : Auteur
A. Bento
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L. Canonica
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A. Erhart
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N. Ferreiro
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M. Friedl
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V.M. Ghete
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D. Hauff
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H. Kluck
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A. Langenkämper
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A. Kinast
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M. Mancuso
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J. Molina Rubiales
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E. Mondragon
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G. Munch
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L. Oberauer
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T. Ortmann
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L. Pattavina
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F. Petricca
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W. Potzel
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F. Pröbst
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F. Reindl
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J. Rothe
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J. Schieck
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S. Schönert
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C. Schwertner
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L. Stodolsky
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R. Strauss
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Résumé

Coherent elastic neutrino–nucleus scattering ($\hbox {CE}\nu \hbox {NS}$) offers a unique way to study neutrino properties and to search for new physics beyond the Standard Model. Nuclear reactors are promising sources to explore this process at low energies since they deliver large fluxes of anti-neutrinos with typical energies of a few MeV. In this paper, a new-generation experiment to study $\hbox {CE}\nu \hbox {NS}$ is described. The NUCLEUS experiment will use cryogenic detectors which feature an unprecedentedly low-energy threshold and a time response fast enough to be operated under above-ground conditions. Both sensitivity to low-energy nuclear recoils and a high event rate tolerance are stringent requirements to measuring $\hbox {CE}\nu \hbox {NS}$ of reactor anti-neutrinos. A new experimental site, the Very-Near-Site (VNS), at the Chooz nuclear power plant in France is described. The VNS is located between the two 4.25 $\hbox {GW}_{\mathrm {th}}$ reactor cores and matches the requirements of NUCLEUS. First results of on-site measurements of neutron and muon backgrounds, the expected dominant background contributions, are given. In this paper a preliminary experimental set-up with dedicated active and passive background reduction techniques and first background estimations are presented. Furthermore, the feasibility to operate the detectors in coincidence with an active muon veto at shallow overburden is studied. The paper concludes with a sensitivity study pointing out the physics potential of NUCLEUS at the Chooz nuclear power plant.

Dates et versions

hal-02154129 , version 1 (12-06-2019)

Identifiants

Citer

G. Angloher, F. Ardellier-Desages, A. Bento, L. Canonica, A. Erhart, et al.. Exploring $\hbox {CE}\nu \hbox {NS}$ with NUCLEUS at the Chooz nuclear power plant. European Physical Journal C: Particles and Fields, 2019, 79 (12), pp.1018. ⟨10.1140/epjc/s10052-019-7454-4⟩. ⟨hal-02154129⟩
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