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Analyse des modèles de Matière Noire leptophilique en utilisant les données de recul électronique de XENON1T

Equipe thématique « Matière Noire et Energie Noire » ; expérience : Xénon

Directeur de thèse : Antoine Letessier-Selvon

tél : 01 44 27 73 31

e-mail : antoine.letessier-selvon in2p3.fr@lpnhe.in2p3.fr

Co-encadrant : Luca Scotto Lavina

tél : 01 44 27 41 79

e-mail : scotto lpnhe.in2p3.fr

Titre : Analyse des modèles de Matière Noire leptophilique en
utilisant les données de recul électronique de XENON1T

Le groupe Xénon du LPNHE est fortement impliqué dans la recherche de
matière noire au sein de la Collaboration internationale XENON qui a
conçu et exploite le détecteur XENON1T. L’expérience XENON1T est
constitué par une Time Projection Chamber à xénon liquide (LXe TPC) en
double phase, installée auprès les laboratoires souterrains du Gran
Sasso (LNGS) en Italie. Il est le plus prometteuse détecteur pour la
recherche de la matière noire avec une masse plus importante que 1-10GeV.
La calibration du détecteur est en cours et la prise des premières
données de recherche de la matière noire est prévue pour début 2017. Le
groupe Xénon de LPNHE est très engagé dans l’analyse des données de
calibration de sources gamma pour mieux étudier la réponse du détecteur
aux reculs électroniques. Cette étude permettra de chercher avec plus
d’efficacité des modelés plus exotiques de Matière Noire, notamment les
modelés sois-disant « leptophiliques », ou cette particule mystérieuse
interagit avec les électrons.
Le stage consistera à analyser les données de calibration obtenus par
différents sources gamma (83mKr, Tritium, 137Cs) et mesurer le rendement
lumineuse et la résolution d’énergie en fonction de l’énergie des gamma.
En suite, chercher un possible excès des événements de reculs
électroniques qu’il puisse être interprété comme un signal de matière
noire.
En autre, ce étude permettra d’améliorer les algorithmes existants qui
permettent d’extraire des paramètres importants de monitorage du bon
fonctionnement du détecteur, afin de les inclure dans l’ “offline data
monitoring” de XENON1T.

The Xénon group at LPNHE is strongly involved on the direct dark matter
detection within the international XENON Collaboration, who designed and
built the XENON1T detector. The XENON1T experiment is based on a double
phase Time Projection Chamber made by liquid xenon (LXe TPC), installed
at the Gran Sasso underground laboratory (LNGS), in Italy. It is the
most performing detector to date for the direct detection of dark matter
particles heavier than 1-10GeV.
The detector calibration is ongoing and the first scientific data taking
is foreseen to start on early 2017.
The LPNHE Xénon group is strongly involved in gamma calibration data
analysis with the aim of studying the detector response to electronic
recoils. This study allows with higher efficiency the scoping of exotic
models of dark matter, the so-called « leptohilic » models, where this
mysterious particle would interact with electrons.
The stage will consist on analysing calibration data obtained by
different gamma sources (83mKr, Tritium, 137Cs) and on measuring the
light yield and the energy resolution as a function of the gamma energy.
Afterwards, to search for a possible excess of electronic recoils events
that may be interpreted as a sign of dark matter.
In addition, this study would allow to improve the existing algorithms
meant to extract important parameters for the monitoring of detector
performances, with the aim of including them in the “offline data
monitoring” of XENON1T.

Lieu de travail : LPNHE - Paris

Déplacements éventuels : participation à la prise des données de
l’expérience, participation à les réunions de Collaboration.

Documentation :

Contact :

Ecole doctorale de rattachement :
Ecole doctorale Sciences de la Terre et de l’Environnement et Physique
de l’Univers

Lien sur les offres de thèse et candidature :
http://ed560.ipgp.fr/index.php/Offres_de_th%C3%A8se

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