Caractérisation temporelle du calorimètre du démonstrateur SuperNEMO. Etude de la sensibilité de SuperNEMO à la constante de couplage axial-vecteur

Neutrinoless double-beta decay (0νββ) is a hypothetical radioactive decay beyond the Standard Model, characterized by the violation of the leptonic number through the emission of two electrons and no electron anti-neutrinos. The SuperNEMO experiment is designed to search for this decay. Its exclusion sensitivity is 10²⁶ years on the 0νββ half-life, corresponding to an effective Majorana mass at < 40-100 meV. Pour le bon fonctionnement du détecteur, une caractérisation des propriétés temporelles du calorimètre a été réalisée. Le calorimètre a été calibré en temps et la résolution temporelle a été extraite pour chaque module optique à l'aide de prise de données dédiées avec une source ⁶⁰Co placée derrière le calorimètre. La source ⁶⁰Co est émet deux gammas (quasi) simultanément et la détection s'effectue avec des coïncidences entre les différents modules optiques. L'étalonnage du temps a atteint une précision de < ~ 0,2 ns, suffisante pour effectuer le rejet du bruit de fond à l'aide des calculs de temps de vol. La résolution temporelle moyenne pour les photomultiplicateurs 8" des murs est de 0,619 ± 0,002 (stat) + 0,049 (sys) - 0,004 (sys) pour les gammas à 1 MeV. Le taux de décroissance 0νββ dépend fortement de la constante de couplage du vecteur-axial g_A, et la contrainte de cette constante est cruciale pour estimer précisément ce taux. Des calculs théoriques plus précis de la double désintégration bêta permise par le modèle standard ont conduit à de nouvelles dépendances du taux en fonction de facteurs d'espace de phase avec différentes cinématiques. Par conséquent, une mesure précise de l'énergie de chaque électron peut contraindre la constante de couplage du vecteur axial. La sensibilité de SuperNEMO au quenching de la constante de couplage du vecteur axial a été étudiée à l'aide de données simulées dans l'environnement SuperNEMO. Après avoir introduit la physique des neutrinos et des désintégrations double-bêta, et en détail l'expérience SuperNEMO, je présente le travail détaillé effectué pour extraire la résolution temporelle et calibrer en temps le calorimètre SuperNEMO, et l'analyse pour estimer la sensibilité de SuperNEMO au quenching de la constante de couplage du vecteur axial g_A