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Analyse des premières données de l’expérience Hyper-Kamiokande - un observatoire unique pour des événements rares dans l’Univers
par Tristan Beau - 7 novembre 2025
Titre : Analyse des premières données de l’expérience Hyper-Kamiokande - un observatoire unique pour des événements rares dans l’Univers / Analysis of first data from the Hyper-Kamiokande experiment – a unique observatory for rare events in the Universe
Directrice/directeur de thèse : Boris Popov
Co-encadrant.e : Mathieu Guigue
Groupe d’accueil : LPNHE-Neutrino
Webpage du projet : http://www.hyperk.org
Collaboration : Hyper-Kamiokande
Description :
L’expérience Hyper-Kamiokande est en cours de construction au Japon. Le détecteur contiendra 260 kt d’eau pure - huit fois plus que le Super-Kamiokande existant - et devrait commencer à collecter des données en 2028.
L’énorme taille de HK permettra de détecter un nombre sans précédent de neutrinos produits par diverses sources - le Soleil, les supernovae, les rayons cosmiques et le faisceau produit par l’accélérateur J-PARC. En plus de détecter les neutrinos, le détecteur sera sensible à une éventuelle désintégration spontanée des protons, qui, si elle était observée, serait une découverte révolutionnaire.
Les physiciens du LPNHE ont une contribution à la construction du détecteur HK via un système de distribution et synchronisation de temps et participe aux analyses de physique. Nous avons participé aussi aux upgrade de ND280, le détecteur proche de l’expérience actuelle T2K mais qui sera aussi le détecteur proche de l’expérience HK, et nous contribuons aux mesures de hadroproduction avec NA61/SHINE au CERN pour réduire les incertitudes sur le flux de neutrinos.
Le/La candidat.e contribuera à l’installation et à la caractérisation du système de distribution d’horloge, mais également à l’analyse des données de NA61/SHINE prises spécifiquement pour T2K/HK et à leur intégration dans la simulation du faisceau de neutrinos, pour aboutir à une évaluation de l’amélioration de la sensibilité de HK dans la mesure des paramètres d’oscillation et en particulier dans la mesure de la phase de violation de CP. Il/elle aura également l’occasion d’analyser les premières données
recueillies par HK.
The Hyper-Kamiokande (HK) experiment - a new water Cherenkov detector - is being constructed in Japan by an international collaboration. The detector will hold 260000 tonnes of ultra-pure water – eight times the existing Super-Kamiokande (SK) - and is expected to start taking data in 2028. The enormous size of its fiducial volume will enable it to detect unprecedented numbers of neutrinos produced by various sources — including the Sun, supernovae, cosmic rays and beams artificially produced by an existing particle accelerator J-PARC on the East coast of Japan.
In addition to detecting neutrinos, it will monitor the water for a possible spontaneous decay of protons in atomic nuclei, which, if observed, would be a revolutionary discovery. A team of physicists from LPNHE-Paris is contributing to the HK detector construction via a precise time distribution and synchronization system and to the physics analysis via calibration and reconstruction of collected data.
We have actively participated in the upgrade of ND280, the near detector in the present T2K experiment which will also serve as near detector for the HK experiment, and we are contributing to the hadroproduction measurements done with the NA61/SHINE spectrometer at CERN to reduce the systematic uncertainties on the accelerator neutrino flux for HK.
The PhD candidate will participate in the installation and commissioning of the HK timing system and in the analysis of the NA61/SHINE data collected for T2K/HK in order to improve the prediction of the corresponding neutrino fluxes as well as in the study of improved HK sensitivity to the oscillation parameters, including the CP-violation phase. He/she will also have a chance to analyze the first data collected by HK.
Lieu(x) de travail : LPNHE (Jussieu)
Déplacements éventuels : Tokai/Kamioka (Japon) and CERN, Geneva
Stage proposé avant la thèse : Oui
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