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LObservatoire de neutrinos IceCube, ou simplement IceCube, « cube de glace », est un observatoire de neutrinos construit au pôle Sud. Ses milliers de capteurs sont situés sous la glace antarctique, répartis sur un kilomètre cube. IceCube est composé de détecteurs optiques appelés modules optiques numériques, chacun contenant un tube photomultiplicateur (PMT) et une carte d'acquisition de données qui envoie des données numériques à la station d'acquisition à la surface du détecteur. Ces modules optiques sont déployés sur des lignes de 60 modules chacune à des profondeurs comprises entre dans des trous fondus dans la glace à l'aide d'une perceuse à eau chaude. Le déploiement d'IceCube s'est terminé le . IceCube est conçu pour rechercher des neutrinos astrophysiques. En effet, ses modules optiques permettent de détecter le petit nombre de photons émis lors de l'interaction d'un neutrino de haute énergie aux alentours du détecteur. La distribution spatiale et temporelle de la lumière

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The IceCube data acquisition system: Signal capture, digitization, and timestamping

Xiaoxia Bai

IceCube is a km-scale neutrino observatory under construction at the South Pole with sensors both in the deep ice (InIce) and on the surface (IceTop). The sensors, called Digital Optical Modules (DOMs). detect, digitize and timestamp the signals from optical Cherenkov-radiation photons. The DOM Main Board (MB) data acquisition subsystem is connected to the central DAQ in the IceCube Laboratory (ICL) by a single twisted copper wire-pair and transmits packetized data on demand. Time calibration is maintained throughout the array by regular transmission to the DOMs of precisely timed analog signals, synchronized to a central GPS-disciplined clock. The design goals and consequent features, functional capabilities, and initial performance of the DOM MB, and the operation of a combined array of DOMs as a system, are described here. Experience with the first InIce strings and the IceTop stations indicates that the system design and performance goals have been achieved. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

2009

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Calibration and characterization of the IceCube photomultiplier tube

Xiaoxia Bai

Over 5000 PMTs are being deployed at the South Pole to compose the IceCube neutrino observatory. Many are placed deep in the ice to detect Cherenkov light emitted by the products of high-energy neutrino interactions, and others are frozen into tanks on the surface to detect particles from atmospheric cosmic ray showers. IceCube is using the 10-in. diameter R7081-02 made by Hamamatsu Photonics. This paper describes the laboratory characterization and calibration of these PMTs before deployment. PMTs were illuminated with pulses ranging from single photons to saturation level. Parameterizations are given for the single photoelectron charge spectrum and the saturation behavior. Time resolution, late pulses and afterpulses are characterized. Because the PMTs are relatively large, the cathode sensitivity uniformity was measured. The absolute photon detection efficiency was calibrated using Rayleigh-scattered photons from a nitrogen laser. Measured characteristics are discussed in the context of their relevance to IceCube event reconstruction and simulation efforts. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

2010

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First search for extremely high energy cosmogenic neutrinos with the IceCube Neutrino Observatory

Xiaoxia Bai, Shirit Cohen, Levent Demirörs, Mathieu Ribordy

We report on the results of the search for extremely-high energy neutrinos with energies above 10(7) GeV obtained with the partially (similar to 30%) constructed IceCube in 2007. From the absence of signal events in the sample of 242.1 days of effective live time, we derive a 90% C.L. model independent differential upper limit based on the number of signal events per energy decade at E-2 phi(ve+v mu+v tau) similar or equal to 1.4 x 10(-6) GeV cm(-2) sec(-1) sr(-1) for neutrinos in the energy range from 3 x 10(7) to 3 x 10(9) GeV.

2010

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PHYS-439: Introduction to astroparticle physics

We present the role of particle physics in cosmology and in the description of astrophysical phenomena. We also present the methods and technologies for the observation of cosmic particles.

PHYS-416: Particle physics II

Presentation of the electroweak and strong interaction theories that constitute the Standard Model of particle physics. The course also discusses the new theories proposed to solve the problems of the Standard Model.

PHYS-400: Selected topics in nuclear and particle physics

This course presents the physical principles and the recent research developments on three topics of particle and nuclear physics: the physics of neutrinos, dark matter, and plasmas of quarks and gluons. An emphasis is given on experimental aspects in these three research fields.

Neutrino

Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. Les neutrinos sont des fermions de , plus précisément des leptons. Ils sont électriquement neutres. Il en

Observatoire de neutrinos

thumb|Intérieur de , un détecteur de neutrinos lancé en 2002. Un observatoire de neutrinos est un dispositif permettant de détecter les neutrinos. En raison de la très faible interaction des neutrinos

Matière noire

vignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matièr