{"id":4757,"date":"2023-01-25T12:42:49","date_gmt":"2023-01-25T12:42:49","guid":{"rendered":"https:\/\/t2k-experiment.org\/?page_id=4757"},"modified":"2023-01-25T16:12:44","modified_gmt":"2023-01-25T16:12:44","slug":"t2k-et-au-dela","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/t2k-experiment.org\/fr\/t2k-et-au-dela\/","title":{"rendered":"T2K et au-del\u00e0"},"content":{"rendered":"\n

L\u2019exp\u00e9rience T2K prend des donn\u00e9es depuis plus de dix ans et a accompli avec succ\u00e8s son programme de physique initial. Au fur et \u00e0 mesure de l’acquisition de nouvelles donn\u00e9es, la mesure des param\u00e8tres d’oscillation des neutrinos et des sections efficaces d’interaction des neutrinos s\u2019am\u00e9liorera sans cesse. Cependant, au fur et \u00e0 mesure que l’on recueille davantage de statistique, il devient important d’am\u00e9liorer le d\u00e9tecteur afin de r\u00e9duire \u00e9galement les erreurs syst\u00e9matiques (c’est-\u00e0-dire les incertitudes qui ne sont pas simplement le r\u00e9sultat de fluctuations statistiques). Le programme japonais de physique des neutrinos pr\u00e9voit des mises \u00e0 niveau majeures de T2K et le d\u00e9marrage de l’exp\u00e9rience Hyper-Kamiokande, qui succ\u00e9dera \u00e0 T2K, au cours des prochaines d\u00e9cennies.<\/p>\n\n\n\n

T2K-II \/ T2K-upgrade<\/h2>\n\n\n\n

La phase II de l’exp\u00e9rience T2K (T2K-II) pr\u00e9voit des am\u00e9liorations majeures de la ligne de faisceau de neutrinos et du d\u00e9tecteur proche ND280, ainsi que la mise \u00e0 profit du dopage de Super-Kamiokande en Gadolinium. L’objectif de T2K-II est de confirmer \u00e0 un niveau de 3\u03c3 si la sym\u00e9trie CP est conserv\u00e9e ou viol\u00e9e dans les oscillations des neutrinos.<\/p>\n\n\n\n

Upgrade du faisceau<\/h3>\n\n\n
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Am\u00e9lioration de la puissance du faisceau en fonction du temps.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

L’anneau principal (MR, \u201cMain Ring\u201d en anglais) actuel du J-PARC acc\u00e9l\u00e8re des protons \u00e0 une \u00e9nergie de 30 GeV toutes les 2,48 secondes pour fournir un faisceau d’une puissance de 515 kW pour l’exp\u00e9rience T2K. La mise \u00e0 niveau de la ligne de faisceau vise \u00e0 augmenter la puissance pour atteindre 750 kW en 2022, et jusqu\u2019\u00e0 1,3 MW au d\u00e9but de l’exp\u00e9rience Hyper-K, afin d’augmenter la statistique des donn\u00e9es collect\u00e9es. L’augmentation de la puissance du faisceau n\u00e9cessite d’atteindre un plus grand nombre d\u2019extractions par seconde et protons par extraction, ce qui peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 en augmentant le taux de r\u00e9p\u00e9tition du faisceau et en r\u00e9duisant les pertes et instabilit\u00e9s du faisceau. La mise \u00e0 niveau des alimentations \u00e9lectriques et des syst\u00e8mes de cavit\u00e9 radiofr\u00e9quence (RF) permettra de r\u00e9duire le temps entre les extractions de 2,48 secondes \u00e0 1,16 secondes. Elle am\u00e9liorera \u00e9galement la stabilit\u00e9 afin d’augmenter le nombre de protons par extraction de 2,65\u00d71014<\/sup> \u00e0 3,2\u00d71014<\/sup> d’ici 2026. La mise \u00e0 niveau des moniteurs de profil de faisceau est \u00e9galement essentielle pour s\u2019adapter \u00e0 la puissance accrue du faisceau ayant pour cons\u00e9quence un plus grand nombre d’interactions de protons. Elle garantira une mesure plus pr\u00e9cise des propri\u00e9t\u00e9s du faisceau afin de r\u00e9duire les incertitudes syst\u00e9matiques impactant la mesures du flux des neutrinos.<\/p>\n\n\n\n

Avec la mise \u00e0 niveau de la ligne de faisceau primaire (l\u2019acc\u00e9l\u00e9rateur de protons), l’am\u00e9lioration des composants de la ligne de faisceau secondaire (production des neutrinos) est \u00e9galement n\u00e9cessaire pour s’adapter \u00e0 la puissance accrue du faisceau. Le faisceau de protons frappe une cible monolithique de carbone de 91,4 cm de long, refroidie \u00e0 l’h\u00e9lium. La capacit\u00e9 de refroidissement a \u00e9t\u00e9 augment\u00e9e et une nouvelle cible est en cours de d\u00e9veloppement. De nouveaux types de cibles sont \u00e9galement envisag\u00e9s afin de pouvoir encore augmenter le nombre de neutrinos produits. La mise \u00e0 niveau des cornes magn\u00e9tiques est importante pour am\u00e9liorer la focalisation des pions (qu\u2019ils soient de charge positive ou n\u00e9gative) qui se d\u00e9sint\u00e8grent en neutrinos. Le remplacement des cornes 1 et 2 et la mise \u00e0 niveau de leurs alimentations \u00e9lectriques (dont le nombre passe de deux \u00e0 trois) sont en cours, ce qui permettra d’augmenter le courant dans les 3 cornes de 250 kA \u00e0 320 kA, entra\u00eenant une augmentation de la puret\u00e9 du faisceau de neutrinos ou d\u2019antineutrinos de 10% tout en r\u00e9duisant de 5 \u00e0 10% la contamination par l\u2019autre type. Le syst\u00e8me de refroidissement des cornes magn\u00e9tiques sera am\u00e9lior\u00e9 afin d\u2019\u00eatre enti\u00e8rement refroidi \u00e0 l\u2019eau (en place de l\u2019h\u00e9lium). Le d\u00e9bit d\u2019eau sera augment\u00e9 pour am\u00e9liorer le refroidissement de la cible, du tunnel de d\u00e9sint\u00e9gration et de l\u2019absorbeur de faisceau. Le r\u00e9servoir d\u2019eau sera \u00e9galement am\u00e9lior\u00e9 afin de pouvoir stocker et manipuler l\u2019eau l\u00e9g\u00e8rement radioactive produite dans les processus de production du faisceau de neutrinos. Le d\u00e9tecteur de muon MUMON sera \u00e9galement am\u00e9lior\u00e9 afin d\u2019\u00eatre plus sensible au faisceau de muons secondaires (produits lors de la d\u00e9sint\u00e9gration des pions), de mesurer leur charge et ainsi d\u2019accro\u00eetre la sensibilit\u00e9 de la mesure du profil du faisceau de neutrinos. Parall\u00e8lement des simulations informatique plus pouss\u00e9es de la ligne de faisceau sont en cours de d\u00e9veloppement et se basent sur des mesures externes de production de hadrons charg\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Upgrade de ND280<\/h3>\n\n\n\n

Le d\u00e9tecteur proche hors axe ND280 est utilis\u00e9 depuis la mise en service de l’exp\u00e9rience T2K en 2009. Il a jou\u00e9 un r\u00f4le majeur dans la r\u00e9duction des incertitudes syst\u00e9matiques, permettant finalement d\u2019obtenir une pr\u00e9cision suffisante pour la d\u00e9couverte des oscillations \u03bd\u03bc<\/sub> \u2192 \u03bde<\/sub>. Avec la mise \u00e0 niveau du faisceau J-PARC vers une puissance de faisceau plus \u00e9lev\u00e9e, le prochain objectif est d’augmenter la statistique des donn\u00e9es collect\u00e9es afin de mesurer violation de CP dans le secteur leptonique avec une pr\u00e9cision d\u00e9passant 3\u03c3. Cela implique \u00e9galement de r\u00e9duire davantage les erreurs syst\u00e9matiques restantes. En particulier, l’actuel d\u00e9tecteur proche hors axe est toujours limit\u00e9 par une acceptance angulaire principalement vers l\u2019avant et dans l\u2019incapacit\u00e9 de mesurer les traces trop courtes laiss\u00e9es par les particules. Ainsi, tous les types d’interaction entre les neutrinos et la cible du d\u00e9tecteur ne peuvent pas \u00eatre analys\u00e9s avec une pr\u00e9cision suffisante.<\/p>\n\n\n

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\"ND280
Sch\u00e9ma de l’upgrade du d\u00e9tecteur ND280 (les sous-d\u00e9tecteurs TOF ne sont pas repr\u00e9sent\u00e9s).<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Pour am\u00e9liorer ces lacunes, le d\u00e9tecteur de pions neutres (P0D) de l’actuel ND280 est remplac\u00e9 par trois types de nouveaux sous-d\u00e9tecteurs : le SuperFGD (Super-Fine-Grain Detector, d\u00e9tecteur \u00e0 grande granularit\u00e9), pris en sandwich entre deux chambres \u00e0 projection temporelle \u00e0 grande acceptance (HA-TPC, pour High Angle Temporal Projection Chamber), et six plans de mesure de temps de vol (TOF, pour Time-Of-Flight) entourant \u00e0 la fois le SuperFGD et les HA-TPC. Le SuperFGD est constitu\u00e9 de cubes de scintillateurs en plastique, d’une taille de 1 cm3<\/sup>, avec trois plans de lecture perpendiculaires. Cette structure permet une acceptance angulaire totale en raison de la nature isotrope des cubes de scintillateurs et augmente consid\u00e9rablement l’efficacit\u00e9 de d\u00e9tection des traces courtes car chaque cube fourni une information tri-dimensionnelle. Les dimensions r\u00e9duites des cubes am\u00e9liorent \u00e9galement la r\u00e9solution sur la position d\u2019\u00e9nergie par rapport aux d\u00e9tecteurs \u00e0 grande granularit\u00e9 actuels (FGD) compos\u00e9s de barreaux de plastique scintillant. Cela permet une mesure plus pr\u00e9cise des protons et des pions charg\u00e9s produisant principalement des traces courtes, et permet la d\u00e9tection des neutrons via les mesures des particules secondaires produites lors des interactions ult\u00e9rieures. Les HA-TPC sont \u00e9quip\u00e9s d’une technologie de lecture de pointe, les MicroMegas r\u00e9sistifs, permettant une am\u00e9lioration significative de la r\u00e9solution en position. Celle-ci est due \u00e0 la propagation des charges produites lors de l\u2019ionisation du gaz des HA-TPC par les particules charg\u00e9es. Leur configuration horizontale permet l’identification et la reconstruction de l\u2019impulsion des particules \u00e0 grand angle, compl\u00e9mentaires aux informations sur les particules allant vers l\u2019avant fournies par les TPC verticales actuelles. L’information temporelle exacte des particules passant par les TOF permet d’identifier la direction de la particule et donc de distinguer les particules produites \u00e0 l’int\u00e9rieur du d\u00e9tecteur du bruit de fond produit \u00e0 l’ext\u00e9rieur. Les atouts des nouveaux sous-d\u00e9tecteurs sont \u00e0 la base de futures mesures de grande pr\u00e9cision des sections efficaces d’interaction des neutrinos, y compris la possibilit\u00e9 de sonder les effets nucl\u00e9aires en utilisant les mesures des hadrons de faible impulsion.<\/p>\n\n\n\n

Les \u00e9tudes de physique utilisant les donn\u00e9es de la phase II de T2K b\u00e9n\u00e9ficieront d’une r\u00e9duction des incertitudes syst\u00e9matiques \u00e0 un niveau de 4% (contre 6% actuellement) gr\u00e2ce \u00e0 la mise \u00e0 niveau du d\u00e9tecteur proche. La mise \u00e0 niveau du ND280 est en cours de r\u00e9alisation et sera achev\u00e9e en 2022\/23.<\/p>\n\n\n\n

SK-Gd<\/h2>\n\n\n\n

Pendant la majeure partie de sa vie op\u00e9rationnelle, le d\u00e9tecteur Super-Kamiokande a \u00e9t\u00e9 rempli d’eau ultra-pure. Cependant, depuis 2019, du gadolinium (Gd, une terre rare) a \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9 dans l\u2019eau. Cette nouvelle p\u00e9riode de prise de donn\u00e9es est d\u00e9sign\u00e9e sous le nom de SK-Gd. Le gadolinium a une section efficace de capture des neutrons tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e. L’ajout de Gd signifie que certains des neutrons produits dans les \u00e9v\u00e9nements de d\u00e9sint\u00e9gration b\u00eata inverse (IBD, \u03bd<\/span>e<\/sub> + p \u2192 e+<\/sup> + n), seront captur\u00e9s par un atome de Gd. Les noyaux de Gd ainsi excit\u00e9s se d\u00e9sexcitent alors dans une cascade de rayons gamma (des photons) de haute \u00e9nergie. Ces photons sont ensuite d\u00e9tect\u00e9s par les tubes photomultiplicateurs tapissant les murs de Super-K comme un signal retard\u00e9. Avec le signal rapide du positron et le signal retard\u00e9 du \u00e0 la capture du neutron, SK-Gd peut effectuer une reconstruction beaucoup plus pr\u00e9cise des \u00e9v\u00e9nements. La proportion de neutrons qui sont captur\u00e9s dans le d\u00e9tecteur est directement li\u00e9e \u00e0 la concentration ; une concentration aussi faible que 0.1% en masse de Gd donne un taux de capture des neutrons d’environ 90%.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019am\u00e9lioration de la reconstruction des \u00e9v\u00e9nements IBD nous aide dans un certain de cas physique de recherche des neutrinos. L’un des plus prometteur est la recherche de ce que l’on appelle les neutrinos reliques de supernovas (SRN, Supernova Relic Neutrinos) issus du big-bang ou le fond diffus de neutrinos de supernova (DSNB, Diffuse Supernova Neutrino Background). Bien que les supernovas galactiques soient des ph\u00e9nom\u00e8nes rares, elles devraient se produire environ une fois par seconde dans l’univers entier. Les neutrinos de toutes ces supernovas devraient former un flux isotrope qui sera mesur\u00e9 pendant la phase SK-Gd. La mesure du DNSB nous renseigne sur les supernovas elles-m\u00eames, sur le taux de formation des \u00e9toiles dans l’univers ainsi que sur la cosmologie. L’ajout de Gd ouvre donc de nouvelles voies de recherche sur les neutrinos \u00e0 Super-Kamiokande.<\/p>\n\n\n\n

Le projet Hyper-Kamiokande<\/h2>\n\n\n\n

\u00c0 plus long terme, il est pr\u00e9vu de lancer le successeur de l’exp\u00e9rience T2K – l’exp\u00e9rience Hyper-Kamiokande. Elle conservera le faisceau de neutrinos existant, bien qu’am\u00e9lior\u00e9 pour produire un flux plus intense de neutrinos ainsi que le d\u00e9tecteur proche am\u00e9lior\u00e9. Cependant, le d\u00e9tecteur Super-Kamiokande sera remplac\u00e9 par un d\u00e9tecteur Tcherenkov \u00e0 eau beaucoup plus grand, Hyper-Kamiokande. Il est \u00e9galement pr\u00e9vu de construire un d\u00e9tecteur Tcherenkov \u00e0 eau interm\u00e9diaire (IWCD, Intermediate Water Cherenkov Detector) \u00e0 une distance de 1 \u00e0 2 km de la source de neutrinos. Comme Super-Kamiokande, Hyper-Kamiokande aura un programme de physique tr\u00e8s large impliquant \u00e0 la fois les neutrinos provenant du J-PARC et les neutrinos atmosph\u00e9riques issus d’interactions des rayons cosmiques primaires avec la haute atmosph\u00e8re. Hyper-Kamiokande prendra ces premi\u00e8re donn\u00e9es en 2027.<\/p>\n\n\n\n

Pour plus d’informations sur Hyper-Kamiokande, veuillez consulter la page web d’Hyper-Kamiokande<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Le d\u00e9tecteur Hyper-Kamiokande<\/h3>\n\n\n
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Sch\u00e9ma de la cuve d’Hyper-Kamiokande [\u00a9 Hyper-Kamiokande proto-collaboration, https:\/\/doi.org\/10.1093\/ptep\/pty044<\/a> ].<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Hyper-Kamiokande est un d\u00e9tecteur Tcherenkov \u00e0 eau de troisi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration, cinq fois plus grand que son pr\u00e9d\u00e9cesseur Super-Kamiokande. La conception de la cuve et de la caverne pour d’Hyper-Kamiokande est actuellement en cours. L’excavation du tunnel a d\u00e9but\u00e9 en octobre 2021, et la prise de donn\u00e9es est pr\u00e9vue pour 2027. Tout comme Super-Kamiokande, la cuve sera de forme cylindrique, mais avec une hauteur de 71 m et un diam\u00e8tre de 68 m. Gr\u00e2ce \u00e0 son \u00e9norme augmentation de volume, Hyper-K sera en mesure d’obtenir une quantit\u00e9 de donn\u00e9es \u00e9quivalente \u00e0 100 ans de donn\u00e9es de Super-K en seulement 10 ans, ce qui augmentera consid\u00e9rablement les chances de d\u00e9tecter de nouveaux ph\u00e9nom\u00e8nes physiques.<\/p>\n\n\n\n

Les objectifs physiques d’Hyper-Kamiokande sont nombreux et vari\u00e9s, mais les principaux sont une mesure plus pr\u00e9cise de la violation de CP, une meilleure d\u00e9termination de la hi\u00e9rarchie de masse des neutrinos, la d\u00e9tection des neutrinos cosmiques et l’observation de la d\u00e9sint\u00e9gration des protons. La mesure de la violation de CP et la d\u00e9sint\u00e9gration des protons sont essentielles pour d\u00e9terminer les raisons de l’asym\u00e9trie mati\u00e8re-antimati\u00e8re observ\u00e9e dans l’univers, car elles font partie des conditions de Sakharov n\u00e9cessaires \u00e0 la baryogen\u00e8se. Hyper-Kamiokande \u00e9tudiera la violation de CP en mesurant les diff\u00e9rences entre les probabilit\u00e9s d’oscillation de saveur pour les neutrinos et les antineutrinos. Pour 75% de l’espace des param\u00e8tres de la phase de violation CP, Hyper-K sera en mesure de confirmer une violation de CP non nulle avec une significativit\u00e9 de 3\u03c3, et pour plus de 50 % de l’espace des param\u00e8tres avec une significativit\u00e9 sup\u00e9rieure \u00e0 5\u03c3. Il est important d’\u00e9tudier la hi\u00e9rarchie des masses des neutrinos car elle permet d\u2019aider \u00e0 la d\u00e9termination du m\u00e9canisme responsable de la g\u00e9n\u00e9ration des masses des neutrinos. Cette hi\u00e9rarchie peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9 par une comparaison du ph\u00e9nom\u00e8ne d’apparition des neutrinos \u00e9lectroniques et des antineutrinos \u00e9lectronique dans les flux atmosph\u00e9riques. La connaissance de la hi\u00e9rarchie des masses permettra de savoir (ou au moins donner des contraintes) si le neutrino est sa propre antiparticule ou non.<\/p>\n\n\n\n

Hyper-Kamiokande r\u00e9alisera ces mesures en utilisant un d\u00e9tecteur qui non seulement poss\u00e8de un volume fiduciel beaucoup plus grand que Super-Kamiokande, mais aussi des photod\u00e9tecteurs consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9s, qui pr\u00e9senteront une efficacit\u00e9 de photod\u00e9tection deux fois plus grande et une capacit\u00e9 \u00e0 mesurer l’intensit\u00e9 lumineuse et le temps de d\u00e9tection avec une pr\u00e9cision beaucoup plus grande. Des modules optiques multi-PMT (tube photo-multiplicateur), qui impliquent l’utilisation de 19 PMT de 3 pouces log\u00e9s dans un m\u00eame module de m\u00eame taille qu\u2019un PMT normal de 20 pouces, seront \u00e9galement utilis\u00e9s, offrant une granularit\u00e9 accrue pour une meilleure reconstruction des \u00e9v\u00e9nements. Ceci est particuli\u00e8rement important pour les \u00e9v\u00e9nements multi-anneaux et pour les \u00e9v\u00e9nements qui ont lieu pr\u00e8s de la paroi du d\u00e9tecteur. Ces PMT pr\u00e9senteront un taux de bruit de fond r\u00e9duit par rapport \u00e0 ceux de Super-K et seront mieux prot\u00e9g\u00e9s contre l\u2019implosion.<\/p>\n\n\n\n

IWCD, le d\u00e9tecteur Tcherenkov \u00e0 eau interm\u00e9diaire<\/h3>\n\n\n\n

Le d\u00e9tecteur Tcherenkov \u00e0 eau interm\u00e9diaire, ou IWCD, est un d\u00e9tecteur interm\u00e9diaire proche qui a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9 dans le cadre du programme Hyper-Kamiokande de physique des neutrinos \u00e0 grande distance de propagation. IWCD est un d\u00e9tecteur Tcherenkov \u00e0 eau \u00e0 petite \u00e9chelle (6m de hauteur, 8m de diam\u00e8tre) de l’ordre de 300 tonnes, qui sera plac\u00e9 \u00e0 environ 1 km du point de production du faisceau de neutrinos au J-PARC.<\/p>\n\n\n

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Sch\u00e9ma du d\u00e9tecteur IWCD.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Un sch\u00e9ma de l’IWCD est visible sur l’image de gauche. Il sera \u00e9quip\u00e9 de modules “multi-PMT” ou mPMT, les m\u00eames que ceux pr\u00e9sent\u00e9s dans la section consacr\u00e9e \u00e0 l’exp\u00e9rience WCTE (Water Cherenkov Test Experiment). Les mPMTs permettront une reconstruction pr\u00e9cise des interactions des neutrinos gr\u00e2ce \u00e0 leur r\u00e9ponse temporelle rapide et \u00e0 leur grande granularit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

L’objectif de l’IWCD est de mesurer les flux de neutrinos \u00e0 plusieurs positions angulaires hors axe par rapport au faisceau, afin de permettre l’\u00e9tude des mod\u00e8les d’interaction des neutrinos. Les d\u00e9tecteurs Tcherenkov \u00e0 eau sont connus pour leurs excellentes mesures des neutrinos \u00e9lectroniques. En permettant \u00e0 un tel d\u00e9tecteur de se d\u00e9placer dans le plan vertical, l’IWCD deviendra un d\u00e9tecteur proche tr\u00e8s puissant.<\/p>\n\n\n

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Spectre en \u00e9nergie des neutrinos en fonction de l’angle hors-axe.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Pourquoi un d\u00e9tecteur mobile ?<\/strong> Le spectre en \u00e9nergie des neutrinos entre Hyper-Kamiokande et les d\u00e9tecteurs proches diff\u00e8re en raison des oscillations des neutrinos, et celui-ci d\u00e9pend de l’angle hors axe (voir image de droite).<\/p>\n\n\n\n

La prise de donn\u00e9es en diff\u00e9rents points hors axe permet de reproduire les spectres d’\u00e9nergie d’int\u00e9r\u00eat, y compris le spectre du d\u00e9tecteur \u00e0 Hyper-Kamiokande ou celui d\u2019un faisceau monochromatique. Il est \u00e9galement possible de mesurer les diff\u00e9rences entre l’\u00e9nergie r\u00e9elle et l’\u00e9nergie reconstruite sur toute la gamme en \u00e9nergie et de d\u00e9terminer un facteur de “mauvaise reconstruction” pour les \u00e9v\u00e9nements CCQE (interactions Quasi-Elastique par Courant Charg\u00e9) et non-CCQE.<\/p>\n\n\n\n

Les mesures des sections efficaces d\u2019interaction des neutrinos \u00e9lectroniques sont essentielles, car la sensibilit\u00e9 \u00e0 la violation de CP d’Hyper-Kamiokande sera limit\u00e9e par l’incertitude sur ces derni\u00e8res. Cette incertitude est actuellement domin\u00e9e par la th\u00e9orie et les mesures disponibles sont actuellement limit\u00e9es par leur incertitude statistique. Les mesures de l’IWCD aideront \u00e0 r\u00e9soudre diminuer cette incertitude syst\u00e9matique et \u00e0 am\u00e9liorer les analyses d’oscillation \u00e0 long terme de Hyper-Kamiokande.<\/p>\n\n\n\n

Exp\u00e9rience de test des d\u00e9tecteurs Tcherenkov \u00e0 eau (WCTE) au CERN<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

WCTE est un d\u00e9tecteur Tcherenkov \u00e0 eau \u00e0 petite \u00e9chelle qui sera situ\u00e9 au CERN. WCTE servira \u00e0 \u00e9tudier la r\u00e9ponse de ce type de d\u00e9tecteur aux faisceaux de hadrons, d’\u00e9lectrons et de muons, et utilisera de nouvelles technologies pour les photocapteurs. Le d\u00e9tecteur sera \u00e9quip\u00e9 de modules multi-PMT comprenant chacun 19 PMT de 3 pouces et testera un syst\u00e8me de d\u00e9ploiement d’\u00e9talonnage nouvellement d\u00e9velopp\u00e9. Des techniques d’\u00e9talonnage avec des flux de particules connus seront utilis\u00e9es pour d\u00e9montrer que l\u2019on peut atteindre une pr\u00e9cision au niveau du pourcent sur l\u2019\u00e9talonnage pour des interactions de neutrinos \u00e0 l’\u00e9chelle du GeV. D’autres mesures seront effectu\u00e9es, notamment celles de la production de lumi\u00e8re Tcherenkov, de la diffusion des pions et de la production de neutrons secondaires, afin de fournir des donn\u00e9es directes aux exp\u00e9riences T2K et Super-Kamiokande.<\/p>\n\n\n

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Sch\u00e9ma de WCTE.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La conception du d\u00e9tecteur WCTE est similaire \u00e0 celle de SK, o\u00f9 une structure de support des PMT en acier inoxydable est log\u00e9e dans un r\u00e9servoir d’eau. Le WCTE sera toutefois beaucoup plus petit (environ 4 m de hauteur pour 4 m de diam\u00e8tre) et sera \u00e9quip\u00e9 de module multi-PMT (mPMT) plut\u00f4t que de grands PMT de 20 pouces utilis\u00e9s dans SK. Dix-neuf PMT de 8 cm de diam\u00e8tre (Hamamatsu R14374) permettent de constituer un mPMT, ce qui permet d’am\u00e9liorer la granularit\u00e9 et la r\u00e9ponse temporelle par rapport \u00e0 l’utilisation de PMT uniques plus grands. Une coupe transversale du d\u00e9tecteur est pr\u00e9sent\u00e9e dans la figure de gauche, o\u00f9 l’on peut voir le r\u00e9servoir en acier inoxydable, la structure de support et les modules mPMT. On peut \u00e9galement voir un syst\u00e8me d’\u00e9talonnage \u00e0 3 axes qui sera utilis\u00e9 pour d\u00e9ployer plusieurs dispositifs d’\u00e9talonnage \u00e0 des positions sp\u00e9cifiques \u00e0 l’int\u00e9rieur du d\u00e9tecteur.<\/p>\n\n\n\n

Les \u00e9tudes de physique du WCTE comprennent<\/p>\n\n\n\n