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Un capteur qui cherche des particules rares, c'est un peu comme une oreille qui tenterait de saisir un murmure dans une pièce bruyante. Plus le signal est faible, plus il est difficile de le distinguer du bruit de fond. Dans l'expérience NUCLEUS, ces capteurs – des calorimètres cryogéniques – sont refroidis à presque zéro absolu pour pouvoir capter même la moindre élévation de température provoquée par une particule.

Pour affiner l'ouïe de l'appareil, les chercheurs ont utilisé deux astuces. D'abord, ils ont passé en revue de nombreux réglages pour trouver celui où le signal est le plus net. Ensuite, ils ont combiné les lectures de deux canaux différents du même capteur – comme si l'on écoutait une conversation avec deux oreilles plutôt qu'une. Traiter les deux signaux ensemble permet de filtrer le bruit et de repérer des événements plus discrets.

Un seuil aussi bas constitue un record pour les détecteurs à base de tungstate de calcium. Cela signifie que le futur lancement de NUCLEUS pourra rechercher des particules qui se perdaient auparavant dans le bruit. Peut-être y trouvera-t-on des traces de matière noire – cette substance invisible qui compose la majeure partie de l'Univers.

Résumé original

tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.28276

Phonon-mediated cryogenic calorimeters find application in rare event searches due to their intrinsically low energy threshold. Achieving the best sensitivity for this kind of detectors is crucial for signal identification, leading to various optimization techniques. In this work, we present two complementary methods to increase the sensitivity of cryogenic detectors read out by transition-edge sensors, developed and tested in the context of the NUCLEUS experiment. The first procedure maps the signal-to-noise ratio of the device across a wide range of operating points, to identify the configuration with maximal sensitivity to be used during data taking. The second method exploits the double readout of the detector, combining the information on different channels with a two-dimensional optimum filter analysis that effectively lowers the energy threshold. With both techniques at the same time, we obtained a baseline resolution of 2.94 $$\pm$$ 0.05 (stat) eV using a CaWO4 based detector, achieving a promising result in view of the first run of NUCLEUS at the experimental site.