Title: Le bruit de fond : un dfi
1Le bruit de fond un défi
2Autoblindage
- Nettoyer endessous de 500 keV
Volume total - 10 cm - 20 cm - 30 cm
3Bruits de fond internesdans le Xenon
- ? and ? induced background
- 85Kr (?1/210.7y) 85Kr/Kr ? 2 x 10-11 in air
giving 1Bq/m3 - Standard Xe gas contains 10ppm of Kr??10 Hz
from 85Kr decays in 1 liter of LXe. - Allowing lt1 85Kr decay/day i n XENON energy
band ? lt1 ppb level of Kr in Xe - 136Xe 2??? decay (?1/28 x 1021y) with Q 2.48
MeV expected rate in - XENON is 1 x 10-6 cts/kg/d/keV before any
rejection - Neutron induced background
- Muon induced neutrons spallation of 136Xe and
134Xe ? take 10 mb and Homestake 4.4 kmwe?
estimate 6 x 10-5 cts/kg/d before any rejection - ? reduce by muon veto with 99 efficiency
- (?,n) neutrons from rock ?1000/n/m2/d from (?,n)
reactions from U/Th of rock - ? appropriate shield reduces this background to
?1 x 10-6 cts/kg/d/keV - Neutrons from U/Th of detector materials within
shield, neutrons from U/Th of - detector components and vessel give?? 5 x 10-5
cts/kg/d/keV - ? lower it by x10 with materials selection
4Séparation isotopique
- Rien ne se perd
- Centrifugation gazeuse 10 kg OK
5Humour japonais
- XMASS Xenon MASsive detector for Solar
neutrinos - XMASS Xenon detector for weakly interacting
MASSive Particles - XMASS Xenon neutrino MASS detector
Un détecteur polyvalent
6 Current and Projected Limits of WIMP Searches
- Projection for CDMS Soudan (7kg GeSi) is 1
event / kg / yr. Similar limits projected for
competing experiments in Europe. - It will take a substantial increase in target
mass and superior background discrimination power
to reach a sensitivity of 1 event / 100kg / yr. - For a Xe target with lt10 keV recoil energy
threshold this rate corresponds to a WIMP-nucleon
s of 10-46 cm2 - A 1 tonne XENON experiment approaches this
sensitivity, assuming 3.9x 10-5 cts /kg /d /keV
background rate, 99.5 discrimination and 10 - keV recoil energy threshold .
7Détection desneutrinos électroniques
8Low Energy Neutrino Spectroscopy
- Un principe commun
- détection des ne par réaction ß-inverse
- qui ne peut être induite par les g
- complémentaire des expériences de diffusion
élastique - un état nucléaire final métastable
- une signature caractéristique
- Plusieurs cibles potentielles
- étudiées et rejetées 82Se, 160Gd, 176Yb
- en test 115In, 100Mo (MOON)
9LENS
Abundant nuclei
- Excellent Neutrino tag
- Spatial coincidence
- e1 - (e-/g?2
- delayed coincidence
- e1 - (e-/g?2
- time coincidence
- (e-/g?2 - g3
- g3 in 2 cells
- High rate, in 4 tons 1 n/day
- pp 377 /y 7Be 102/y
10Cible et détecteur
- Après 3 ans deffort
- plusieurs recettes satisfaisantes
- Un liquide scintillant à lIndium
- contenant plus de 80 g/l dIndium
- 50 de la quantité de lumière dun liq. scint.
- gt 3 m de longueur dabsorption
- stable depuis plusieurs mois
- Des modules de bases
- 3 m de long, 8x8 cm2 de section
- localisation longitudinale par temps de vol
11Un détecteur hybride de 20 t dIndium
In-cells 8cmx8cmx3m 19.2 liters _at_ 80g/l
1.536 kg of In LS 16cmx16cmx3m 76.8
liters for 20 tons of In 1000 m3
52 000 PMTs 3 5
Overall size 2 supermodules of 14x14x6 m3 ie
1/4 Hall A
12Indium Liquid Scintillator
13Simulations
- Une bonne résolution en énergie
g3 _at_ 497 keV
(e/g)2 _at_ 115 keV
14Efficacité de détection
Efficacité aux neutrinos solaires 25
15Bruit de fond intrinsèque
Neutrinos solaires
un exemple deBdF intrinsèque
2 ß In, le 2 faitun Bremstrahlung
1 corrél. spat. e- g1 2 corrél. temp. g1
g2
16Larme pour les combattre
- Meilleure résolution en énergie
- 120 -gt 300 pe/MeV
- Queues de distribution
- Gain de 100
- Un prix à payer en efficacité
- 20
17LLBF au Gran Sasso pour testerles bruits de
fonds externes
PMTs bas BdFune contribution de lAPC
18Conclusions
- Soleil des données fondamentales à acquérir
- Neutrinos transition entre la découverte etla
mesure - Des expériences difficiles. Si possible
- une expérience diffusion élastique
- une expérience sensible aux ne seuls