Le bruit de fond attendu

Comme nous l'avons vu (section 5.1), la détection des neutrinos de réacteurs nucléaires dans Borexino se fait par la détection d'un positron et d'un neutron. Ce dernier, capturé sur un atome d'hydrogène, est à l'orgine d'un gamma de 2, 2 MeV, avec un temps caractéristique de capture d'environ 250 s.

Les candidats neutrons et positrons sont définis par leurs énergies, respectivement à 2, 2 MeV et entre 1, 1 MeV et 10 MeV. Deux types de bruits de fond sont alors distingués :

• les événements constitués de deux particules ou événements fortuits, imitant le positron et le gamma de 2, 2 MeV ;
• les événements neutrons de haute énergie.

Les événements neutrons de haute énergie induisent après des collisions élastiques et une capture sur des atomes d'hydrogène du volume fiduciel, le double signal proton et gamma. Ils peuvent alors être interprétés comme les signaux recherchés. L'origine de ces derniers est diverse : neutrons issus de la roche, neutrons de spallation ou encore de fissions spontanées de l'uranium contenu dans le scintillateur. Le taux de neutrons issus de la roche [Belli et al. 1989] et le taux d'uranium étant très faible (section 3.6), je me limite donc aux seuls neutrons directement issus des muons. L'analyse de données réalisées porte sur 61 runs d'acquisition, du run 2153 au run 2213 ^8.1, pour une durée totale d'environ 100 jours. Les différentes maintenances effectuées au cours de cette période et qui ont nécessité un arrêt de CTF, rendent la période d'acquisition effective plus courte, environ 81 jours.

Figure 8.1: Temps effectif d'acquisition en fonction du jour. Nous constatons un arrêt autour du 45e jours pendant lequel une purification a été effectuée.

La figure 8.1 montre le temps effectif en fonction du temps écoulé depuis le run 2153.

Avant d'aborder l'analyse de données, il convient de faire une description mécanique du CTF ainsi que du système de l'électronique d'acquisition FADC.