Estudio del funcionamiento del detector de neutrinos Double Chooz (Study of the performance of the Double Chooz neutrino detector)

Abstract

Double Chooz is a reactor neutrino oscillation experiment whose purpose is the measurement of the still unknown mixing angle θ_13. It is based on the past CHOOZ experiment which has the best limit on this parameter. Double Chooz aims to reduce the systematic error of this measurement up to 0.6% using two identical detectors to eliminate the uncertainty on the antineutrino flux coming from reactors. The main goal of this work is to perform a calibration of the far detector to check its performance and compute the gain of the electronic channels. This is necessary to estimate the energy deposited by each event from the registered data. The first data taken with the far detector using a LEDs system have been analyzed for this study. The pulse baselines have been used to check the performance of the detector and the single photoelectron spectrum to compute the gain of all the channels. The results of this study have proven that there is no noisy channels that can be a problem for the Double Chooz data analysis. In addition, the gain of each channel has been computed obtaining an average detector gain of 50.73 digital units of charge per photoelectron. [RESUMEN]

Double Chooz es un experimento de oscilaciones de neutrinos en reactores nucleares que pretende medir el ángulo de mezcla θ_13, todavía desconocido. Es el sucesor del experimento CHOOZ, que hasta ahora tiene el mejor límite en este parámetro. Double Chooz pretende reducir el error sistemático de esta medida al 0.6 %, utilizando dos detectores idénticos para así eliminar la incertidumbre en el flujo de antineutrinos emitidos por los reactores. El objetivo principal de este trabajo es realizar una calibración del detector lejano. Con esta calibración se pretende comprobar el correcto funcionamiento del detector y calcular la ganancia de los canales electrónicos. Esto es necesario para poder estimar la energía depositada por cada suceso a partir de los datos registrados. Para este estudio se han utilizado los primeros datos tomados con el detector lejano utilizando un sistema de LEDs. Se ha estudiado el baseline de los pulsos para comprobar el correcto funcionamiento del detector y los espectros de carga de un fotoelectrón para calcular la ganancia. Los resultados de este estudio han probado que en Double Chooz no hay canales ruidosos que puedan suponer un problema para el análisis. Además, se ha calculado la ganancia de cada canal obteniendo una ganancia media del detector de 50.73 unidades digitales de carga por cada fotoelectrón.