Préparation d'expériences à LEP avec le détecteur L3 : précalibration des cristaux de BGO du calorimètre électromagnétique à l'aide des rayons cosmiques : étude des possibilités de mesure du nombre de famille de neutrinos par détection de photons isolés

par Mohamed El Kacimi

Thèse de doctorat en Sciences. Physique nucléaire et des particules

Sous la direction de Michel Chemarin.

Soutenue en 1989

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Michel Chemarin.


  • Résumé

    Le travail presente dans ce memoire s'inscrit dans le cadre de l'experience l3 installee sur le collisionneur lep du cern. Ce travail se divise en deux parties. La premiere est consacree a la reaction du comptage du nombre de familles de neutrinos n#. Nous avons etudie la possibilite de mesurer n# par la reaction e#+e#j en detectant les photons isoles. Deux strategies sont possibles pour une telle mesure, soit de s'eloigner du pole du z#0 ou les photons rayonnes sont de haute energie mais les sections efficaces sont faibles, soit de rester au voisinage du pole ou les sections efficaces sont importantes mais les photons emis sont de basse energie. La contribution du bruit de fond de nature physique provient essentiellement du bhabha radiatif (e#+e#e#+e#). En tenant compte de ce dernier, nous avons estime en utilisant l'acceptance geometrique du detecteur l3 les luminosites integrees necessaires pour distinguer une quatrieme famille avec un niveau de confiance de 5 ecarts standards. Nous avons trouve que 8. 5 pb##1 sont suffisants pour realiser une mesure sur le pole. Cela peut etre possible essentiellement grace a la couverture angulaire des detecteurs de luminosites, qui etendent le veto jusqu'a 26 mrad, ainsi que l'excellente resolution en energie du calorimetre electromagnetique a basse energie, permettant de descendre le seuil de declenchement sur les photons isoles. Toutefois l'effet des erreurs d'origine systematique est loin d'etre negligeable. Un erreur systematique de 3% fait augmenter la luminosite integree de 40% environ. La seconde partie est consacree a la precalibration des cristaux de bgo constituant le calorimetre electromagnetique du detecteur. La forme geometrique des cristaux fait que le taux lumineux varie avec la position le long du cristal. Malgre un traitement optique des surfaces, il subsiste une non-uniformite residuelle. Etant donne le niveau de precision escompte (1%), il importe de connaitre les courbes de reponse des cristaux avant de les installer pour pouvoir corriger les effets dus a cette non-uniformite. Nous avons determine les caracteristiques des 7680 cristaux en utilisant les rayons cosmiques comme source de radiation et ce avec une precision de l'ordre du pour cent. En utilisant les resultats obtenus, nous avons etudie l'effet de la non-uniformite sur les performances du detecteur: ecart a la linearite et influence sur la resolution en energie. A haute energie, ces effets restent inferieurs a 0. 5%, alors qu'a basse energie, a 100 mev par exemple, ils sont d l'ordre de 2. 5%

  • Titre traduit

    Prepation of lep technical college experiments with the l3 detector: - precalibration of bgo crystals by elctromagnetic calimetry by use of cosmic radiation; - study of the possibilities of measuring the number of neutrino families by detection of isolated photons


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Informations

  • Détails : 1 vol. (149 p.)
  • Annexes : Bibliogr. pagination multiple [6] p.

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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