Mesure du paramètre de corrélation angulaire bêta-neutrino dans la désintégration de l'$^{6}$He - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Measurement of beta-neutrino angular correlation parameter in the $^{6}$He decay

Mesure du paramètre de corrélation angulaire bêta-neutrino dans la désintégration de l'$^{6}$He

Résumé

The subject of this work is the data analysis of the LPCTrap experiment which occured in 2008. The goal was to measure the b-v angular correlation coefficient, abv, in the 6He decay at a 0.5% precision level. Evidences of a discrepancy between the experimental value of abv and the prediction of the Standard Model (SM) would mean the existence of a vector current in the weak decay of 6He. This discovery would question the V−A structure used to described the weak intraction in the SM. A Paul trap is used to confine 6He+ ions almost at rest in a very small volume in order to have a decay source as well defined as possible. The emitted particle and 6Li++ ion are detected in coincidence by detectors located around the trap. abv is determined from a comparaison between the experimental and a Monte Carlo simulated distributions of the time of flight of the recoiling ions. During this work, a simulation based on GEANT4 has been developed, taking into account all the experimental effects which are likely to contribute to the systematic error of the a bv estimation. A special focus has been put on the electron scattering modelling. Despite a sufficient experimental statistics and an efficient simulation, a correct estimation was not achieved due to a malfunction of the ion detector. An exploratory statistical study has been undertaken in order to accurately specify the sensitivity level of the measurement performed with the LPCTrap apparatus in testing the hypotheses of the SM. The tools developed in this work will be used to analyze future experiments.
Le sujet de cette thèse est l'analyse des données de l'expérience LPCTrap d'octobre 2008. L'objectif était de mesurer le coefficient de corrélation angulaire b-v, abv, de la désintégration de l'6He avec une précision de 0.5%. La mise en évidence d'une déviation de la valeur de abv par rapport à la prédiction du Modèle Standard (MS) serait la signature indirecte d'un couplage de type tenseur dans la désintégration faible du noyau 6He qui mettrait en cause la structure V−A adoptée pour décrire l'interaction faible au sein du MS. Un piège de Paul est employé pour confiner les ions 6He+ dans un volume très restreint et pratiquement au repos afin de disposer d'une source de décroissances la mieux définie. La particule et l'ion de recul 6Li++ émis lors de la désintégration sont détectés en coïncidence par des détecteurs placés autour du piège. a bv est déterminé en comparant la distribution expérimentale du temps de vol de l'ion de recul à celle générée par une simulation Monte-Carlo. Durant cette thèse, une simulation basée sur GEANT4 a été développée, qui prend en compte la totalité des effets expérimentaux susceptibles de contribuer à l'erreur systématique de l'estimation de a bv, notamment la diffusion des électrons de basse énergie. Malgré une statistique expérimentale suffisante et une simulation aboutie, une estimation fiable de a bv s'est finalement révélée impossible à obtenir en raison d'un dysfonctionnement du détecteur d'ions. Une étude statistique exploratoire a été entreprise pour préciser le niveau de sensibilité de la technique de mesure aux tests des hypothèses du MS. Les outils développés dans cette thèse seront utilisés pour analyser les expériences futures.
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Dates et versions

tel-00626170 , version 1 (23-09-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00626170 , version 1

Citer

P. Velten. Mesure du paramètre de corrélation angulaire bêta-neutrino dans la désintégration de l'$^{6}$He. Physique Nucléaire Théorique [nucl-th]. Université de Caen, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00626170⟩
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