Étude de la violation de CP dans le secteur leptonique avec l'analyse combinée d'oscilaltions de neutrinos et d'anti-neutrinos dans l'expérience T2K

par Simon Bienstock

Thèse de doctorat en Physique de l'univers

Sous la direction de Claudio Giganti et de Jacques Dumarchez.

Le président du jury était Pascal Vincent.

Le jury était composé de Alessandra Tonazzo, Dominique Duchesneau.

Les rapporteurs étaient Stéphane Monteil, Marco Zito.


  • Résumé

    La physique des neutrinos est un des domaines les plus actifs de la physique des hautes énergies, et les oscillations de neutrinos ouvrent une voie privilégiée à une physique au delà du modèle standard. La mesure de l'ensemble des angles de mélange comme étant non-nuls offrent la possibilité d'étudier une possible violation de la symétrie CP dans le secteur leptonique. L'expérience T2K, située au Japon, a pour objet l'étude de ces oscillations de neutrinos dans le faisceau de neutrinos et d'anti-neutrinos muoniques à J-PARC. Deux canaux dont ainsi à l'étude : la disparition des (anti-)neutrinos muoniques du faisceau et l'apparition d'(anti-)neutrinos électroniques 295km plus loin dans le détecteur Super-Kamiokande. La mesure des paramètres d'oscillations passe par une mesure du nombre d'évènements dans le détecteur, et nécessite une bonne modélisation du flux et du taux d'interaction des neutrinos. Ces modèles sont contraints avant oscillation dans un détecteur proche, ND280, permettant de fortement réduire les incertitudes systématiques associées. T2K est ainsi la première expérience à présenter des indices d'une violation de CP dans le secteur leptonique avec une exclusion à 2 sigma de la conservation de CP. Afin d'améliorer cette contrainte une deuxième phase de l'expérience est proposée avec notamment une mise à niveau du détecteur proche afin de réduire l'impact des incertitudes systématiques sur les modèles de section efficace.

  • Titre traduit

    Study of CP violation in the leptonic sector with a combined analysis of neutrino and anti-neutrino oscillations in the T2K experiment


  • Résumé

    Neutrino physics is currently one of the most rich areas of high-energy physics, and neutrino oscillations in particular are opening the door to a new physics, beyond the standard model. In this context, the measurement of all mixing angles as non-zero offers the possibility of studying a possible violation of CP symmetry in the leptonic sector. The purpose of the T2K experiment, located in Japan, is to study these neutrino oscillations in the muon neutrino and anti-neutrino beam at J-PARC. The purpose of the T2K experiment, located in Japan, is to study these neutrino oscillations in the muon neutrino and anti-neutrino beam at J-PARC. Two channels thus studied: the disappearance of the muon (anti-) neutrinos of the beam and the appearance of (anti-) electronic neutrinos 295km further in the detector Super-Kamiokande. The measurement of the oscillation parameters involves a measurement of the number of events in the far detector, and requires a good modeling of the neutrino flux and interaction rate. These models are constrained before oscillation in a near detector, ND280, helping to greatly reduce the associated systematic uncertainties. T2K is the first experiment to show evidence of CP violation in the leptonic sector with a 2 sigma CL exclusion of CP conservation. In order to improve this constraint, a second phase of the experiment is proposed with an upgrade of the near detector in order to reduce the impact of systematic uncertainties on the cross section models.


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