
Le flux atmosphérique des neutrinos a traditionnellement été considérée comme un bruit du fond pour la détection d'un signal astrophysique de neutrinos. Au cours des dernières années cependant, il a été réalisé que dans la bande de quelques-GeV, ce flux détient la clé pour résoudre une question fondamentale de la physique des particules: celle de la hiérarchie de la masse des neutrinos, (c.a.d. si l'état propre v3 de la masse est plus lourd (hiérarchie normale) ou plus léger (hiérarchie inversée) que les états ν2 et ν1. L'influence de la hiérarchie des masses sur les oscillations des neutrinos dans la matière laisse son empreinte sur le flux de neutrinos atmosphériques via l'aspect caractéristique de l'apparition/disparition des divers types de neutrinos en fonction de l'énergie et du chemin traversé à travers la terre.
Pour effectuer cette mésure, ORCA prévoit l'instrumentation d'une array d'échelle multi-megaton de modules optiques basés sur la technologie KM3NeT et optimisé pour l'étude des intéractions entre les neutrinos atmosphériques dans la mer. Les modules optiques seront disposés dans une configuration dense, avec un seuil d'énergie de l'ordre de l'GeV, trois ordres de grandeur plus faibles que les échelle énergie standard testés par ARCA pour l'astronomie de neutrino. Pour être déployé au site Français de KM3NeT, les modules optiques multi-PMT de ORCA vont profiter des excellentes propriétés optiques de l'eau de mer profonde pour atteindre les résolutions angulaire et d'énergie nécessaires pour éclairer la hiérarchie de masse de neutrinos.
La Phase 1 de KM3NeT prévoit le déploiement et le fonctionnement d'un array prototype pour ORCA, comprenant 7 lignes de détection avec un éspacement entre lignes de 20 m, dans les deux ans à venir. Si les fonds le permettent, le détecteur ORCA complet, constitué d'un bloc de construction KM3NeT (115 lignes de détection), pourrait être opérationnel d'ici la fin de la décennie, en offrant de nouvelles possibilités pour les études d'oscillation des neutrinos en Méditerranée, complémentaire aux expériences de réacteur et de faisceau.
Liste des agents impliqués à l'APC
Chercheurs:
- AUBLIN Julien
- BARET Bruny
- COLEIRO Alexis
- CREUSOT Alexandre
- DONZAUD Corinne
- KOUCHNER Antoine
- LACHAUD Cyril
- LOUCATOS Sotiris
- VAN ELEWYCK Véronique (résponsable du groupe)
Ingénieurs et techniciens:
- BOUTONNET Claude
- COLONGES Stéphane
- CHAMPION Cédric
- ILIONI Alin
- LESREL Jean
- LINDSEY CLARK Miles
Post-doctorants:
- LE BRETON Rémy ( ATER ): Callibration Unit KM3NeT et photodétection
- ILLUMINATI Giulia
- de WASSEIGE Gwenhaël
Doctorants:
- COLOMER Marta
- CHAU Nhan
- MADERER Lukas
- VERSARI Federico (cotutelle Univ. Bologne)
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BENDAHMAN Meriem (cotutelle Univ. Rabat)
Chercheurs Associés:
- VALLAGE Bertrand (IRFU-CEA)
- GAY Pascal (LPC Clermont-Ferrand/Université Blaise Pascal)
Anciens membres:
- AVGITAS Théodore (2014-2017): Caractérisation et étallonage des module optiques d'ANTARES et de KM3NeT et impact sur l'efficaité de détection des telescopes.
- BARONICK Jean-Pierre
- BOURRET Simon (2015-2018): Tomographie du noyau terrestre avec ORCA
- COBAS Daniel
- COELHO Joao (post-doc 2016-2017): Maintenant CR au LAL
- GALATA Salvatore (post-doc 2014-2016): Algorythmes de reconstruction et simulations pMonte Carlo pour KM3NeT
- GARCIA RUIZ Rodrigo (thèse 2013-2016): Contraintes sur les populations de noyaux actifs de galaxie comme sources ponctuelles non résolues avec les données d'ANTARES.
- GREGOIRE Timothée (2015-2018): Recherche de neutrinos provenant de l'intéraction du rayonnement cosmique lors de sa propagation dans la galaxie dans les données d'ANTARES
- BOUHOU Boutayeb
- PICQ Claire
- MOSCOSO Luciano
- NIELSEN Christine
Activités
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Caractérisation de photodétecteurs
- Cartes d'efficacité de détection au phtoélectron unique.
- Quantification d'afterpulses.
- Cuve de 8m^3 munie d'hodscopes pour characteriser les modules optiques KM3NeT.
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Etudes du détecteur:
- Influence de l'étalonnage en charge de l'électronique de lecture sur l'efficacité de détection et l'accord données-MonteCarlo.
- Résolution angulaire.
- Exploitation des données du modèle de préproduction du module optique digital KM3NeT (PPM-DOM) intallé sur la ligne intrumentale d'ANTARES
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Etude de faisabilité pour le détecteur ORCA:
- sensibilité d'ORCA pour la détermination de la hiérarchie de masse de neutrinos
- études de composition terrestre avec les neutrinos atmosphériques detectés par ORCA (projet ONSET en collaboration avec l'IPGP) -
Analyse de données
- Recherche de signaux conjoints avec les détecteurs d'ondes gravitationnelles.
- Contraintes sur la contribution de sources ponctuelles non résolues dans les données d'ANTARES et leur conséquences sur les populations de noyaux actifs de galalxie.
- Méthodes statistiques de recherches de sources ponctuelles et étendues.
- Recherche de neutrinos provenant de l'intéraction du rayonnement cosmique lors de sa propagation dans la galaxie dans les données d'ANTARES.
- Perspectives de détermination de la hiérarchie de masse des neutrinos avec la future génération de télescopes à neutrinos dans le cadre du projet ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss).
- Etudes sur la tomographie du noyau terrestre avec ORCA.
Responsabilités dans ANTARES/KM3NeT
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Antoine Kouchner:
- porte-parole scientifique (spokesman) de la collaboration ANTARES
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Bruny Baret:
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coordinateur avec B. Vallage du groupe de travail “Energy Calibration” d’ANTARES
- coordinateur du sous goupe de travail Gamma Ray Bursts d'ANTARES
- membre du Publication Committee de KM3NeT
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Alexis Coleiro:
- Membre du Publication Committee d'ANTARES
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Alexandre Creusot:
- Coordination du groupe de travail d'analyse des données du PPM-DOM et de la première ligne KM3NeT
- Calibration temporelle et en charge de KM3NeT
- Reconstruction et qualité de données sur KM3NeT
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Véronique Van Elewyck:
- Coordination du groupe de travail "Qualité des données" d'ANTARES
- Membre du "Conférence and Outreach Commitee" de KM3NeT et d'ANTARES
Publications
- Publications des membres du groupe (en vrac, de INSPIRE.HEP)
- Publications ANTARES.
- Publications KM3NeT
- Publications relatives à la recherche de signaux coïncidents de neutrinos de hautes énergies et d'ondes gravitationelles.
- Publications relatives à la détermination de la hierarchie de masse des neutrinos.
Liens
- Le site principal de l'expérience ANTARES: antares.in2p3.fr
- Le site principal du projet KM3NeT: www.km3net.org