Évolution de la qualité des signaux

Lorsqu'une particule traverse les détecteurs, un signal est enregistré sur chacun des scintillateurs touchés. Les signaux multiples (plusieurs RE et/ou FE) témoignent d'une dégradation du signal. La qualité du signal peut être estimée et suivie au cours du temps en quantiant la proportion d'évènements présentant des REs et/ou FEs multiples par rapport à l'ensemble des évènements enregistrés. Ces contrôles sont répétés individuelle- ment pour les REs et les FEs, sur chacun des quatre détecteurs et à diérentes périodes (tous les quatre à cinq mois) : Novembre 2013 (installation du dispositif au LSBB), Fé- vrier 2014, Juillet 2014, Novembre 2014 et Mars 2015. Les résultats sont résumés dans la Table 5.2.

La proportion d'évènements présentant des REs et FEs multiples demeure relativement faible, de l'ordre de 1% à 2% et constante au cours du temps. La grande majorité des signaux est donc de bonne qualité. De plus, aucune dégradation de ces signaux, associée

Caractérisation du dispositif expérimental 127

Table 5.2  Proportion (en %) de RE et FE multiples dans le signal. L'évolution de la quantité de signaux dégradés est suivi sur toute la durée de l'expérience, de novembre 2013 à mars 2015 et sur chacun des scintillateurs (DU0, DU1, DU2 et DU3).

Novembre 2013 Février 2014 Juillet 2014 DU0 RE>1 (%) 1,93 2,59 2,83 FE>1 (%) 1,06 1,67 1,98 DU1 RE>1 (%) 2,29 3,22 2,68 FE>1 (%) 1,49 2,33 2,07 DU2 RE>1 (%) 1,46 2,22 2,24 FE>1 (%) 0,31 0,85 1,06 DU3 RE>1 (%) 0,71 1,20 1,27 FE>1 (%) 0,44 0,61 0,74 Novembre 2014 Mars 2015 DU0 RE>1 (%) 2,63 2,49 FE>1 (%) 1,72 1,53 DU1 RE>1 (%) 2,69 2,56 FE>1 (%) 1,99 1,83 DU2 RE>1 (%) 2,35 2,12 FE>1 (%) 0,92 0,74 DU3 RE>1 (%) 1,23 1,07 FE>1 (%) 0,69 0,57

à un potentiel vieillissement de détecteurs, n'est mise en avant. Une augmentation des signaux multiples pourrait être associée à une diminution de l'ecacité du détecteur et par conséquent, du taux de muons reconstruits. Durant les acquisitions qui ont été menées au LSBB, la qualité des signaux est restée stable et de bonne qualité. Il est, par conséquent, considéré que ce paramètre a une inuence négligeable sur le ux de muons et sur ses éventuelles variations.

La qualité du signal peut être évaluée sur la base de la forme du signal (simple ou multiple) mais également en contrôlant sa durée. De façon générale, la durée des évène- ments enregistrés doit rester stable au cours du temps. An d'estimer la durée du signal, la diérence entre les FEs et les REs de chaque évènement est calculée pour l'ensemble des mesures réalisées au LSBB. La durée des signaux est également étudiée de façon sta- tistique en intégrant les données acquises de décembre 2013 à mars 2015. La Figure 5.15 présente pour chacun des détecteurs l'évolution et la caractérisation statistique de la durée du signal entre décembre 2013 et mars 2015.

Les durées des signaux sont, globalement, du même ordre de grandeur sur les quatre scintillateurs. Elles se répartissent suivant une fonction gaussienne entre 0 ns et 90 ns avec une densité de signaux maximale pour des durées comprises entre 20 ns et 50 ns. Les quelques signaux ayant des durées supérieures à 90 ns sont des signaux multiples. De légères diérences entre les détecteurs peuvent être identiées, par exemple, la durée du signal est un peu plus faible sur DU1 avec une moyenne à 30.09 ns et plus élevée,

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Figure 5.15  (À gauche) Évolution des durées des signaux (en ns) enregistrés sur chaque détecteur (DU0, DU1, DU2 et DU3) entre décembre 2013 et mars 2015. Le gradient de couleur reète la proportion de signaux. (À droite) Répartition statistique de la durée du signal (en ns) sur chacun des détecteurs.

Caractérisation du dispositif expérimental 129 en moyenne 41.40 ns, sur DU2. Les durées moyennes des signaux sur DU0 et DU3 sont

respectivement de 32.61 ns et 38.37 ns. Individuellement, la durée des évènements enregis- trés sur chaque scintillateur est constante, aucune évolution dans le temps n'est observée sauf pour les détecteurs DU3 et DU1. DU3 enregistre des signaux en moyenne plus longs

à partir du mois de janvier 2014 et DU1 voit la durée de ses signaux réduite à partir de

février 2014. Ces changements de comportement interviennent à la suite des réparations au cours desquelles certains composants électroniques ont été modiés (voir partie 5.4.3). La réduction du nombre de signaux enregistrés entre le 24 octobre et le 2 décembre 2014 (Figure 5.15), associée au déplacement du système du détection aux points X500m

puis X200m induit visuellement une réduction de la répartition entre les durées minimales

et maximales des signaux. Cet eet visuel est uniquement lié à des contraintes statistiques et ne reète en rien une variation de la durée des signaux.

Les durées des signaux issues de DU0ne sont pas traitées sur la période du 19 décembre

2014 au 26 février 2015. Dans cette période, un système permettant le dédoublement des signaux a été introduit dans le dispositif (an que le signal soit enregistré sur une seconde carte d'acquisition). Ces tests ont notamment permis d'identier la présence de multi- muons en profondeur (voir annexe A).

Les évènements enregistrés se répartissent en très grande majorité sur des durées com- prises entre 20 ns et 50 ns. D'un détecteur à l'autre, la durée du signal varie relativement peu. La durée moyenne maximale est de 41.40 ns pour le détecteur DU2 et la durée

moyenne minimale de 30.09 ns pour DU1. La fenêtre de capture xée à 100 ns (voir partie

5.3.2) est donc parfaitement adaptée aux signaux enregistrés et la grande stabilité de la durée des signaux recueillis permet de conserver cette fenêtre de capture sur l'intégralité des acquisitions qui sont réalisées au LSBB de décembre 2013 à mars 2015.

5.6.2 Suivi de la qualité des détecteurs les uns par rapport aux