Recherche de la double décroissance bêta sans émission de neutrino du 82Se. Analyse des données et modélisation du bruit de fond du détecteur NEMO3
Résumé
Double beta decay is a rare type of radioactivity. The two-neutrino double beta decay is permitted by the Standard Model whereas the neutrinoless double beta decay is forbidden. The discovery of the neutrinoless double beta decay would grant access to the mass scale and the nature of the neutrino (Dirac or Majorana particle). The NEMO experiment searches for the neutrinoless double beta decay with the NEMO3 detector, containing 10 kg of double beta emitter sources including 932 g of 82Se. The 82Se data analysis consists in the search for a signal that would be a candidate for the forbidden double beta process. In the first part of this study, a model of the radioactive background in the experiment is defined. The NEMO3 detector can measure its own background and the data recorded was used to identify the background sources and measure their activities. The second part of this work allowed the obtention of a superior limit on the half-life of the neutrinoless double beta decay process through several mechanisms: the exchange of light Majorana neutrinos, the right-current weak interaction, and the emission of a Majoron
La double désintégration β est un type de radioactivité rare. On en distingue deux types : la double désintégration β avec émission de neutrinos permise par le Modèle Standard, et sans émission de neutrinos, en revanche interdite. La mise en évidence de la double désintégration β sans émission de neutrino permettrait d'accéder à l'échelle de masse du neutrino et de connaître sa nature (particule de Dirac ou de Majorana). L'expérience NEMO recherche le processus de double désintégration β sans émission de neutrino à l'aide du détecteur NEMO3, qui renferme 10 kg d'isotopes radioactifs double β, dont 932 g de 82Se. L'analyse des données de l'expérience relatives au 82Se consiste en la recherche d'un signal correspondant au processus interdit. La première partie de ce travail a consisté à définir un modèle du bruit de fond de l'expérience pour la recherche de la double désintégration bêta sans émission de neutrino. Le détecteur NEMO3 permet la mesure de ses propres bruits de fond. Une étude détaillée des sources de bruit de fond de l'expérience est effectuée à partir des données enregistrées par le détecteur. La seconde partie de ce travail a permis de donner une limite supérieure sur la période de la double décroissance bêta sans émission de neutrino du 82Se pour plusieurs mécanismes : l'échange de neutrinos légers de Majorana, l'interaction faible à courant droit et l'émission de Majoron. Mots-clés : Neutrino, décroissance double bêta, bruits de fond, radioactivité.
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