Optimisation et caractérisation des performances d'un telescope sous-marin à neutrinos pour le projet ANTARES - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1999

Optimisation et caractérisation des performances d'un telescope sous-marin à neutrinos pour le projet ANTARES

(1)
1

Abstract

High energy (> 100 GeV) cosmic neutrinos allow us to open a new window on the Universe and bring some clues on certain unsolved Particle Physics and Astrophysics questions. Their observation requires the design of a new kind of detector. We have optimised and characterised the performances that can be expected from a first generation deep underwater neutrino telescope equipped with 1000 photomultiplier tubes. The systematic effects of the main hypotheses made in the simulations are discussed. The detector effective area reaches 10000 m2 at 100 GeV and is above 0.1 km2 beyond 100 TeV. The angular resolution is between 0.2° and 0.3° depending on the time calibration errors and the energy resolution is between a factor 2 and 3. The rate of background induced by atmospheric muons is at most of the same order of magnitude as that due to atmospheric neutrinos. Its estimation is still limited by the statistics. These results emphasize that a deep underwater neutrino telecope has great discovery potentials and should lead to a new astronomy era.
Les neutrinos cosmiques de haute énergie (> 100 GeV) offrent l'opportunité d'ouvrir une nouvelle fenêtre sur l'Univers et d'apporter des indications pour résoudre certaines énigmes de la Physique des Particules et de l'Astrophysique. Leur observation nécessite la conception d'un nouveau type de détecteur. Nous avons optimisé et caractérisé les performances que l'on peut attendre d'un télescope sous-marin à neutrinos de première génération composé de mille photomultiplicateurs. L'effet systématique des principales hypothèses effectuées dans les simulations est discuté. La surface effective du détecteur atteint 10 000 m2 à 100 GeV et dépasse 0.1 km2 au-delà de 100 Tev. Il possède une précision angulaire comprise entre 0.2° et 0.3° selon les erreurs d'alignement temporel commises et une résolution sur l'énergie d'un facteur 2 à 3. Le taux de bruit de fond induit par les muons atmosphériques est au plus du même ordre de grandeur que celui dû aux neutrinos atmosphériques. Son évaluation reste limitée par la statistique de simulation. Ces résultats soulignent qu'un télescope sous-marin à neutrinos possède de grandes potentialités de découverte et devrait ouvrir une nouvelle ère de l'astronomie.
Fichier principal
Vignette du fichier
tel-00001404.pdf (2.88 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates and versions

tel-00001404 , version 1 (13-06-2002)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00001404 , version 1

Cite

Fabrice Hubaut. Optimisation et caractérisation des performances d'un telescope sous-marin à neutrinos pour le projet ANTARES. Astrophysique [astro-ph]. Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 1999. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00001404⟩
673 View
167 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More