Topic description
BINGO est un projet novateur en physique des neutrinos, conçu pour poser les bases d'une expérience bolométrique à grande échelle dédiée à la recherche de la désintégration double bêta sans neutrinos. L’objectif est de réaliser une expérience avec un indice de bruit de fond extrêmement bas, de l’ordre de 10^-5 coups/(keV·kg·an), tout en atteignant une très haute résolution en énergie dans la région d’intérêt. Ces performances permettront d’explorer la violation du nombre leptonique avec une sensibilité sans précédent.
Le projet repose sur la technologie des bolomètres luminescents, particulièrement efficaces pour rejeter le bruit de fond dominant, à savoir les alphas de surface. Il se concentre sur deux isotopes extrêmement prometteurs, le molybdène- (Mo) et le tellure- (Te), aux propriétés complémentaires, tous deux dignes d’intérêt pour les recherches futures à grande échelle.
BINGO introduira trois innovations majeures dans le domaine bien établi des bolomètres hybrides chaleur-lumière. La première consiste en une augmentation de la sensibilité des détecteurs de lumière grâce à l’amplification Neganov-Luke, permettant un gain d’un ordre de grandeur. La deuxième innovation repose sur un assemblage de détecteurs entièrement repensé, capable de réduire d’au moins un ordre de grandeur la contribution de la radioactivité de surface. Enfin, pour la première fois dans un ensemble de macrobolomètres, un écran actif interne basé sur des scintillateurs BGO ultrapurs, avec lecture bolométrique de la lumière, permettra de supprimer efficacement le bruit de fond gamma externe.
Dans le cadre de cette thèse, l’étudiant(e) participera à l’assemblage et à l’installation du démonstrateur MINI-BINGO dans le cryostat récemment mis en place au Laboratoire Souterrain de Modane. Il ou elle contribuera à la prise de données, à leur analyse et à l’estimation du niveau de rejet du bruit de fond rendu possible par les performances finales du détecteur.
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BINGO is an innovative neutrino physics project designed to lay the groundwork for a large-scale bolometric experiment dedicated to the search for neutrinoless double beta decay. The goal is to achieve an extremely low background index—on the order of 10^-5 counts/(keV·kg·yr)—while delivering excellent energy resolution in the region of interest. These performance levels will enable the exploration of lepton number violation with unprecedented sensitivity.
The project relies on scintillating bolometers, which are particularly effective at rejecting the dominant background caused by surface alpha particles. It focuses on two highly promising isotopes, Mo and Te, whose complementary properties make them both strong candidates for future large-scale investigations.
BINGO introduces three major innovations to the well-established heat-light hybrid bolometer technology. First, the sensitivity of the light detectors will be enhanced by an order of magnitude through the use of Neganov-Luke amplification. Second, a novel detector assembly design will reduce surface radioactivity contributions by at least an order of magnitude. Third, and for the first time in a macrobolometer array, an internal active shield made of ultrapure BGO scintillators with bolometric light readout will be implemented to suppress external gamma background.
As part of this thesis work, the student will take part in the assembly and installation of the MINI-BINGO demonstrator within the cryostat recently installed at the Modane Underground Laboratory. He/she will be involved in data acquisition and analysis, and will contribute to evaluating the final background rejection enabled by the performance of the detector's final configuration.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Service de Physique des Particules
Laboratoire : Groupe Sources et Réacteurs (GNSR)
Date de début souhaitée : 01-10-
Ecole doctorale : PHENIICS (PHENIICS)
Directeur de thèse : Nones Claudia
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU
URL :
Funding category
Public/private mixed funding
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