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Nouvelles scientifiques

 

Paris, le 9 novembre 2011

 

Premiers résultats de l’expérience Double Chooz : manquerait-il des neutrinos ?

 

Les physiciens de la collaboration Double Chooz(1), parmi lesquels ceux de l’IN2P3/CNRS et de l’Irfu/CEA, 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 aujourd'hui 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 à 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". Les oscillations dépendent de trois paramètres, nommés "angles de mélange" car ils caractérisent les proportions de mélange entre les types de neutrinos. Deux de ces paramètres ont déjà été mesurés.
Les physiciens de la collaboration Double Chooz ont pu mesurer le troisième angle de mélange, dit "θ13 (theta1-3)", confirmant ainsi la disparition d’antineutrinos électroniques vers d’autres saveurs. La mesure des trois angles de mélange 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.

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%.

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.

La coordination et le pilotage de l’expérience Double Chooz sont assurés par les équipes françaises(2) du CEA et du CNRS qui ont joué un rôle majeur dans la construction du détecteur, le développement de l'électronique associée et l'analyse de ces tout premiers résultats.
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.
Le Conseil Régional de Champagne-Ardenne, le Conseil Général des Ardennes et les autres collectivités locales apportent 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 détecteur Double Chooz. Crédit : CEA Imag'in Irfu

 

(1) L’expérience Double Chooz implique 140 physiciens et techniciens de 8 nationalités différentes (France, Allemagne, Brésil, Espagne, États-Unis, Japon, Royaume-Uni, Russie).
(2) Institut pluridisciplinaire Hubert Curien - IPHC (CNRS/Université de Strasbourg), laboratoire de physique subatomique et des technologies associées - Subatech (CNRS/ Université de Nantes/école des Mines de Nantes), laboratoire Astroparticule et cosmologie – APC (CNRS/CEA/Université Paris Diderot/Observatoire de Paris)

 

Pour en savoir plus

Contact chercheur

  • CNRS : Hervé de Kerret, porte parole de l'expérience, Tél : 01 57 27 61 71 ou 03 24 41 51 80
  • CEA : Thierry Lasserre, coordinateur de l’analyse
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