Taux d'événements fortuits

Les événements fortuits sont constitués de deux particules imitant le positron et le gamma de capture à 2, 2 MeV. La figure 8.9 présente l'ensemble des événements n'ayant pas déclenché le veto muon, supérieure à 1 MeV.

Figure: Histogramme des événements dont l'énergie est comprise entre 1 MeV et 10 MeV.

Avec une résolution en énergie de 10% (voir ajustement des données figure 8.5(a)) on attend le gamma de capture à 2 200±220 keV. Le nombre d'événements dans cette fenêtre en énergie est de N_"n" = 4 925, soit 17 événements par jour et par tonne. Le nombre d'événements positron, supérieur à 1, 1 MeV est de N_"e⁺" = 23 600, soit 80 événements par jour et par tonne. Le taux d'événements fortuits s'écrit :

$$\rho_{{bdf}}^{}$$ = $$\left(\vphantom{\frac{N_{''e^+''}}{\mathrm{d}t}}\right.$$$${\frac{{N_{''e^+''}}}{{\mathrm{d}t}}}$$$$\left.\vphantom{\frac{N_{''e^+''}}{\mathrm{d}t}}\right)$$ ^. $$\left(\vphantom{\frac{N_{''n''}}{\mathrm{d}t}}\right.$$$${\frac{{N_{''n''}}}{{\mathrm{d}t}}}$$$$\left.\vphantom{\frac{N_{''n''}}{\mathrm{d}t}}\right)$$ ^. $$\tau$$ ^. M_co¨in ^. M_fiduciel .

M_co¨in est la zone retenue pour la coïncidence spatiale du positron et du neutron, nous la prenons ici à 1 m. Le volume réel de coïncidence sera determiné lors de l'analyse de données, et les simulations laissent prévoir un volume inférieur au  m. La masse du volume fiduciel V_fiduciel de Borexino est de 283 t (i.e. un rayon de 425 cm). Le temps de coïncidence $\tau$ est pris à 5 fois le temps caractéristique de capture soit de 1, 25 ms . Dans ces conditions, le taux d'événements fortuits est d'environ 1, 80 événements par an. Si nous effectuons une coupure sur ces évenements positron avec un seuil de 2, 1 MeV pour s'affranchir des neutrinos géologiques, nous avons N_"e⁺" = 6 900 soit 23 événements par jour et par tonne. On attend ainsi 0, 51 événements par an, résultat tout à fait acceptable au vu du taux annuel de neutrinos issus de réacteurs nucléaires, d'environ 22 après une coupure en énergie visible à 2, 6 MeV.