Spectre d'énergie des neutrinos mesurée par le détecteur lointain situé à 1km des coeurs des réacteurs. La statistique accumulée correspond à un temps de prise de données de 101,5 jours d'avril à septembre.
Les physiciens de la collaboration Double Chooz, parmi lesquels ceux de l’Irfu/CEA et de l’IN2P3/CNRS, ont observé la disparition d'antineutrinos en provenance du réacteur nucléaire de la centrale de Chooz dans les Ardennes. Les premiers résultats de cette expérience internationale ont été annoncés le 9 novembre lors d'une conférence à Séoul en Corée. Ils apportent un nouvel indice significatif de l'oscillation des neutrinos, cette aptitude qu'ont ces particules de changer de forme dans leur déplacement, et pourraient ouvrir des perspectives pour expliquer pourquoi l’antimatière a disparu de notre Univers.
Dans la nature, les neutrinos peuvent prendre trois formes possibles, ou saveurs , suivant qu’ils sont associés à d’autres particules - un électron ou l’un des deux autres leptons , le muon ou le tau - . Au cours de leur déplacement, les neutrinos peuvent changer de saveur en fonction de la distance parcourue. Ils peuvent ainsi se transformer en neutrinos électronique, muonique ou tauique. On parle de phénomène d’ oscillation .
Le résultat de Double Chooz apporte la troisième mesure manquante, appelée encore angle de mélange θ13(theta13), confirmant ainsi la disparition d’antineutrinos électroniques vers d’autres saveurs .
La mesure de ces trois angles est cruciale pour comprendre la différence entre les oscillations de neutrinos et d’antineutrinos. Cette différence pourrait contribuer à comprendre celle existant entre la matière et l’antimatière de l’Univers et ainsi expliquer pourquoi l’Univers a « basculé » du côté de la matière.
"Ce troisème angle de mélange est la pièce manquante de ce mystèrieux puzzle des neutrinos. Sa mesure précise est la clé pour comprendre la nouvelle physique au delà du modèle standard et maintenant nous en sommes tout proche" témoigne Herve de Kerret (CNRS/In2p3) porte parole de la collaboration Double Chooz.
À partir d’une source d’antineutrinos électroniques provenant des réacteurs nucléaires de la centrale EDF de Chooz (Ardennes), l’expérience Double Chooz étudie depuis 6 mois le flux de neutrinos en fonction de la longueur de la distance (le détecteur de neutrinos est situé à une distance de 1 000 m des réacteurs).
Les chercheurs ont mesuré une disparition d’antineutrinos électroniques menant à une valeur d’angle de mélange de :
sin2(2θ13) = 0,085 ± 0,051. La probabilité qu’il n’y ait pas d’oscillation associée à ce résultat préliminaire est de 7,9%.
"Ces premiers résultats sont le fruit de trois analyses indépendantes. Pour éviter un biais humain envers une quelconque valeur de θ13 la prédiction du nombre de neutrinos attendus en provenance des coeurs en l'absence d'oscillation n'a été confrontée aux données du détecteur qu'après avoir fixé toutes les coupures d'analyses, erreurs systématiques, et estimations des bruits de fond" déclare Thierry Lasserre (CEA/Irfu), Coordinateur de l'analyse des données.
Début 2013, un autre détecteur plus proche, situé à 400 mètres du cœur des réacteurs et identique au premier, démarrera la prise des données, permettant d’améliorer significativement la précision des mesures et de cerner la valeur de θ13 si ces résultats préliminaires se confirment.
Taux d'antineutrinos en fonction du temps depuis le début de la prise de données le 13 avril. Les points noirs représentent les données avec le bruit de fond soustrait. La ligne bleue indique la prédiction s'il n'y avait pas d'oscillation.
Contact:
Thierry Lasserre, CEA/Irfu:
Herve de Kerret, CNRS/IN2P3:
Voir aussi le communiqué de presse de la collaboration internationale disponible à l'adresse http://www.interactions.org/cms/?pid=1031199
Double Chooz website: http://www.doublechooz.org
Précédentes actualités sur l'expérience:
Sept 2011: Première moisson de neutrinos pour le détecteur lointain de Double Chooz
Janv 2010: Des cuves extraordinaires pour voir des neutrinos
La collaboration scientifique de l’expérience « Double Chooz » :
L’expérience Double Chooz implique 140 physiciens et techniciens de 8 nationalités différentes (France, Allemagne Brésil Espagne; Etats-Unis France, Japon Royaume-Uni, Russie). La coordination et le pilotage de l’expérience sont assurés par les équipes françaises du CEA et du CNRS.
Les chercheurs et ingénieurs viennent
- du CEA/Irfu: services de physique nucléaire (SPhN), de Physique des particules (SPP), de l’électronique des détecteurs et d'informatique (SEDI), d'ingénierie des systèmes (SIS), et service Technique et Logistique (STL)
- du CNRS/IN2P3: Institut pluridisciplinaire Hubert Curien IPHC (CNRS/univ. de Strasbourg) ; Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées Subatech (CNRS/univ. de Nantes/école des Mines de Nantes)
- et du laboratoire commun aux deux organismes et à l’université Paris 7, l’APC, Laboratoire astroparticule et cosmologie.
Responsabilités des chercheurs dans la collaboration :
Coordination de l’analyse : Thierry Lasserre, CEA/Irfu,
Coordination de l’analyse des données réacteurs : David Lhuillier, CEA/Irfu, et Muriel Fallot, CNRS/IN2P3 Muriel.Fallot@subatech.in2p3.fr
Coordination technique de l’expérience : Christian Veyssiere, CEA/Irfu,
Partenariat EDF :
L’attractivité du site de Chooz tient pour une large part dans l’excellente collaboration existant entre les instituts de recherche et EDF, le « producteur de neutrinos », exploitant de la centrale nucléaire. Outre l’expertise reconnue des chercheurs français, cette « ouverture » du site de Chooz explique également l’attrait de ces partenaires étrangers, dont plusieurs piliers dans le domaine de la physique des neutrinos.
Le soutien des collectivités territoriales :
Le Conseil régional apporte un important soutien à l’expérience Double Chooz, afin de favoriser les initiatives liées à la recherche et à l’innovation dans la région.
Le Département des Ardennes met à disposition des équipes de recherche un bâtiment à proximité de la centrale de Chooz servant de « Laboratoire neutrino de Champagne-Ardenne (LNCA) »
L’implication des entreprises de la région Champagne-Ardenne :
La construction des détecteurs a sollicité, pour une part importante, des entreprises de la région Champagne-Ardenne des développements de haute technologie. Des travaux de génie civil et de maçonneries ont aussi été réalisés par des entreprises régionales. Fin 2011, de nouveaux travaux ont démarré pour le détecteur proche qui sera fonctionnel début 2013.
• Constituants élémentaires et symétries fondamentales › Physique des neutrinos
• Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique (DEDIP) • Le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS) • Le Département de Physique des Particules (DPhP) • Le Département de Physique Nucléaire (DPhN)
• Laboratoire d'études et d'applications des réactions nucléaires (LEARN)
