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AbstractAbstract
[en] Since 2011, the re-evaluation of about twenty neutrino flux measurements at short distance from reactors suggests a deficit of about 7% with respect to predictions. This anomaly has a 3σ significance, as another similar anomaly which corresponds to the deficit of neutrinos emitted from intense source of beta-decay. These anomalies could be explain either by a bias in the flux prediction or by the existence of a new neutrino state, a light sterile neutrino, possibly mixing with the three neutrino states of the standard model. This new neutrino, with no ordinary weak interaction, could only be 'visible' via the neutrino oscillation. The STEREO experiment goal is to answer the question of the sterile neutrino existence with mass around 1 eV, using neutrino flux emitted from the research reactor of the 'Institut Laue-Langevin' (ILL) at Grenoble, France. To achieve this, the STEREO detector is segmented in 6 cells to measure a hypothetical distortion of the neutrino energy spectrum at different distances from the reactor (between 9 et 11 m). After few years of detector construction and preparation, the STEREO experiment has started taking data in November 2016 with a first period over in March 2017. This thesis took place during two distinct phases of the STEREO experiment. A first part was dedicated to the characterisation and the validation of the electronics, during all its development process until its final conception. In this context, a method to measure the charge response linearity of photomultipliers and their bases, with a precision better than 1%, has been developed, in order to fulfill the desired sensitivity to the light sterile neutrino hypothesis. This requirement on the precision has been validated by a statistical analysis of the experiment. The second part of the thesis was devoted to the analysis of the first data and more particularly to the identification of the different kinds of background and to the search of neutrino candidates. (author)
[fr]
Depuis 2011, la reevaluation de plus d'une vingtaine de mesures de flux de neutrinos de reacteur mesures a courtes distances suggere la presence d'un deficit de 7% par rapport aux predictions. Cette anomalie est statistiquement significative a environ 3σ, tout comme une autre anomalie similaire correspondant a l'observation d'un deficit de neutrinos emis par des sources intenses de desintegrations beta. Ces anomalies peuvent etre expliquees soit par un biais dans la prediction des flux de neutrinos, soit par l'existence d'un nouvel etat de neutrino, un neutrino sterile leger, vers lequel les trois neutrinos du modele standard pourraient osciller. Ce nouveau neutrino, n'interagissant pas par interaction faible, serait uniquement 'visible' grace a ces oscillations. L'objectif de l'experience STEREO est de repondre a la question de l'existence d'un neutrino sterile avec une masse de l'ordre de 1 eV, en utilisant le flux de neutrinos emis par le reacteur de recherche de l'Institut Laue-Langevin (ILL) a Grenoble, en France. Pour cela, le detecteur STEREO est segmente en 6 cellules afin de mesurer l'hypothetique distorsion du spectre en energie des neutrinos en fonction de la distance au reacteur (entre 9 et 11 m de distance). Apres quelques annees de construction du detecteur et de preparation, l'experience STEREO a pu commencer la prise de donnees en novembre 2016 avec une premier periode d'acquisition qui s'est terminee en mars 2017. Cette these s'inscrit dans ces deux periodes distinctes de l'experience STEREO. Une premiere partie a ete consacree a la caracterisation et la validation de l'electronique tout au long du processus de developpement jusqu'a sa conception finale. Dans ce cadre, une methode de mesure de la linearite de la reponse en charge des photomultiplicateurs et de leurs embases a ete developpee avec une precision meilleure que 1 %, pour repondre au exigence de sensibilite a l'hypothese d'un neutrino sterile. Cette exigence a d'ailleurs ete validee par une analyse statistique de l'experience. Une deuxieme partie de la these a concerne l'analyse des premieres donnees et plus particulierement, l'identification des differents types de bruit de fond et la recherche des candidats neutrinos. (auteur)Original Title
Recherche d'un neutrino sterile avec l'experience STEREO: developpement de l'electronique et identification des neutrinos
Primary Subject
Secondary Subject
Source
16 Oct 2017; 181 p; 154 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur de la Communaute Universite Grenoble Alpes, Specialite: Physique Subatomique et Astroparticules
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
ACCURACY, ANTINEUTRINOS, BACKGROUND NOISE, CALIBRATION, COINCIDENCE METHODS, ENERGY SPECTRA, ILL HIGH FLUX REACTOR, LIQUID SCINTILLATION DETECTORS, MEASURING METHODS, NEUTRINO DETECTION, NEUTRINO OSCILLATION, PAIR PRODUCTION, PHOTOMULTIPLIERS, SENSITIVITY, SPECIFICATIONS, STERILE NEUTRINOS, TRIGGER CIRCUITS
ANTILEPTONS, ANTIMATTER, ANTIPARTICLES, COUNTING TECHNIQUES, DETECTION, ELECTRONIC CIRCUITS, ELEMENTARY PARTICLES, ENRICHED URANIUM REACTORS, FERMIONS, HEAVY WATER COOLED REACTORS, HEAVY WATER MODERATED REACTORS, INTERACTIONS, IRRADIATION REACTORS, ISOTOPE PRODUCTION REACTORS, LEPTONS, MASSLESS PARTICLES, MATTER, MEASURING INSTRUMENTS, NEUTRINOS, NOISE, PARTICLE PRODUCTION, PHOTOTUBES, POSTULATED PARTICLES, PULSE CIRCUITS, RADIATION DETECTION, RADIATION DETECTORS, REACTORS, RESEARCH AND TEST REACTORS, RESEARCH REACTORS, SCINTILLATION COUNTERS, SPECTRA, TRAINING REACTORS
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