Étude sur la performance des tubes photomultiplicateurs dans un détecteur à scintillation liquide

Le SWCDA (Stereoscopic Water Cherenkov Detector Array) représente un observatoire terrestre de nouvelle génération, conçu comme une évolution significative des réseaux traditionnels de pluie de particules atmosphériques (EAS). Son objectif principal est d'améliorer la sensibilité à la détection des rayons gamma par un facteur de dix tout en abaissant le seuil d'énergie jusqu'à 100 GeV. Le système intègre deux composants complémentaires : un réseau de scintillateurs liquides (LS) et un réseau stéréoscopique de détecteurs Cherenkov à eau. Au sein du sous-système LS, les photons de scintillation sont canalisés vers des tubes photomultiplicateurs (PMTs), qui transforment les signaux optiques en impulsions électriques mesurables. Par conséquent, les caractéristiques du PMT influencent de manière critique l'efficacité et la résolution globales du détecteur. Pour évaluer les PMTs candidats pour cette application, nous avons construit un dispositif de test dédié capable de caractériser des paramètres clés : la linéarité de la réponse à haute tension, la plage dynamique opérationnelle et la dispersion du temps de transit (TTS). Cinq types de PMT fournis par North Night Vision Science Technology Research et HAMAMATSU Photonics ont été évalués dans des conditions identiques. Sur la base d'une évaluation équilibrée de la plage dynamique et de la précision temporelle (TTS), le HAMAMATSU R4125-6280 s'est révélé être le meilleur choix pour une intégration dans le réseau LS.