Ordre de mass des neutrinos, JUNO, Non-linéarité de charge, Double calorimétrie, Electronique de lecture

Depuis la découverte de la particule postulée par Pauli, le neutrino, dans les années 1950, les connaissances accumulées sur les neutrinos ont approfondi notre compréhension de l'univers. Le phénomène de l'oscillation des neutrinos est une des découvertes les plus remarquables dans les dernières décennies. Il a révélé et continue de élucider les propriétés fondamentales des neutrinos. À ce jour, la physique de l'oscillation des neutrinos est entrée dans une ère de haute précision. JUNO est une expérience de neutrinos de nouvelle génération basée sur le plus grand détecteur de scintillateur liquide au monde, visant principalement à mesurer l'oscillation des neutrinos de réacteur à haute précision. Ses perspectives principales scientifiques incluent la détermination de l'ordre de masse des neutrinos (MO) et la mesure de la moitié de tous les paramètres d'oscillation (θ¿¿ ¿m¿¿ et ¿m² ¿¿) avec une haute précision sans précédent. En tant que détecteur de scintillateur liquide de pointe, JUNO contribuera également à l'exploration des neutrinos de supernova, des neutrinos solaires, des géo-neutrinos, de la désintégration du proton, etc.En ce qui concerne les objectifs principales de JUNO, le point le plus critique et le plus difficile est le contrôle de l'énergie, y compris l'exactitude et la précision, afin d'obtenir les mesures d'oscillation des neutrinos les plus précises. L'objectif du contrôle de l'énergie dans le JUNO détecteur est d'avoir une ~3% résolution d'énergie à 1 MeV et les erreurs systématiques de détection d'énergie inférieures à 1%. Motivé par le contrôle de l'énergie exigeant, un nouveaux concept, appelée Double Calorimétrie, est réalisé pour la première fois à JUNO en introduisant un deuxième système de lecture (SPMT) en plus du système de lecture principale (LPMT). Ce concept apporte des perspicacités uniques pour le contrôle des erreurs systématiques grâce à la décomposition de la dégénérescence des différentes compositions de détecteur réponse, y compris les non-linéarités et la non-uniformité.Cette thèse est consacrée au développement, pour la première fois, de la nouvelle technique d'étalonnage des détecteurs avec la Double Calorimétrie pour le contrôle de l'énergie concernant l'exactitude et la précision. La méthodologie de la nouvelle technique d'étalonnage, ainsi que ses performances prospectives seront présentées dans cette thèse. Pour la validation du matériel critique de la Double Calorimétrie, les performances de l'électronique de lecture de SPMT sont préalablement testées et validées dans cette thèse. La technique de la Double Calorimétrie développée dans cette thèse assurera les conditions de la détermination de MO intrinsèque (~3¿) de JUNO et de la mesure des paramètres d'oscillation inférieur à 1%. En dehors de l'étude de MO intrinsèque de JUNO, une étude de MO synergie entre JUNO et des expériences de faisceaux de neutrinos à ligne de base longue est également réalisée dans cette thèse pour étudier la mesure possible de MO entièrement résolue (¿5¿). Par conséquent, cette thèse couvre plusieurs techniques nouvelles qui sont maintenant adoptées par JUNO couvrant du matériel à la physique la plus importante de JUNO.