Expérience Double Chooz: manquerait-il des neutrinos ?

Les physiciens de la collaboration Double Chooz, 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 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". 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 "?13 (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(2?13) = 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 ?13 si ces résultats préliminaires se confirment.