Mesure précise de l’activation cosmogénique du germanium dans EDELWEISS

L’expérience EDELWEISS est équipée de 24 bolomètres en germanium ultra pur. Or les rayons cosmiques activent la matière en la traversant, générant du bruit de fond. La mesure précise de cette activation était donc essentielle.

L’expérience EDELWEISS est installée au Laboratoire Souterrain de Modane, protégée des rayons cosmiques par 1800 m de roche, soit l’équivalent de 4800 m d’eau. Elle est équipée de 24 bolomètres en germanium ultra pur pouvant mesurer de très petites quantités d’énergie. Ces détecteurs sont placés dans un environnement bas bruit de fond radioactif afin de rechercher des événements rares comme ceux produits par les interactions créées par des particules de matière noire. Il est donc important de connaître l’ensemble des bruits de fond dans ces détecteurs, pour des énergies en dessous de 20 keV.

Les rayons cosmiques activent la matière en la traversant. Ainsi, un détecteur ultra-pur en atomes de germanium voit sa proportion en atomes radioactifs d’autres éléments augmenter avec le temps, ce qui correspond à une contamination. Pour des détecteurs très précis comme ceux d’EDELWEISS, cette contamination peut induire un bruit de fond pour le signal recherché. La collaboration EDELWEISS a pu mesurer, avec une très grande précision, les taux de production des contaminants de type Hydrogène 3 (ou Tritium), Vanadium 49, Fer 55, Zinc 65 et Germanium 68 dans les cristaux de germanium naturel des détecteurs.

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Publié le 4 juin 2017