Recherche de désintégrations rares: les cristaux à base de molybdène à l'essai
Publié par Adrien le 07/02/2020 à 08:00
Source: CNRS IN2P3

L'expérience CUPID-Mo
L'expérience internationale CUPID Mo menée par des laboratoires français de l'IN2P3 et du CEA/IRFU, teste depuis avril dernier l'usage de cristaux à base de Molybdène pour détecter des doubles désintégrations beta (Le genre Beta appartient à la famille des Chénopodiacées, tribu des Cyclolobae.) sans émission de neutrinos. L'expérience monte progressivement en puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) et montre dès à présent un fond proche de zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans l’écriture des...) dans la zone d'intérêt, ce qui est très prometteur. Les scientifiques de la collaboration faisaient un point (Graphie) à l'occasion de l'inauguration officielle les 11 et 12 décembre 2019.

La double désintégration beta sans émission de neutrinos est une sorte de graal poursuivi par les physiciens depuis 80 ans. Si cette désintégration prédite par certaines théories était observée alors cela donnerait entre autre des indications précieuses et très recherchées sur la nature et la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse...) des neutrinos. Cependant, depuis le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) que les physiciens et physiciennes sont à sa recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le cadre...), cette désintégration reste introuvable. C'est pourquoi une nouvelle génération de détecteurs est en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour...) de voir le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...). L'un d'eux, proposé par la collaboration CUPID-Mo emmenée par Andrea Giuliani du CSNSM, avec des laboratoires de l'IN2P3 (L'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) est un institut de recherche fondamentale du CNRS dont le domaine de recherche est comme son nom l'indique la physique nucléaire...) et du CEA/IRFU, consiste à utiliser des détecteurs de type bolomètres à base de cristaux scintillants contenant du Molybdène 100.

Double capacité de détection

Cet élément radioactif produit en effet des doubles désintégrations beta à un niveau d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) moins contaminé par le bruit de fond (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.), et il est inclus dans des cristaux très purs et transparents. Cette dernière propriété ajoute donc la possibilité de détecter les émissions ou passages de particules dans le cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition scientifique de ce mot....) de deux façons différentes, à la fois par l'échauffement infinitésimal du cristal (principe du bolomètre) et par l'émission de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm...). Il sera plus facile ainsi d'identifier les doubles désintégrations dans le cristal et surtout de rejeter la source principale du fond radioactif induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en...) par des particules alpha provenant de contaminants proches à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) des détecteurs. La technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) est testée depuis avril dernier dans les installations du Laboratoire souterrain de Modane (LSM) et les membres de la collaboration CUPID-Mo ont donc profité de son inauguration officielle les 11 et 12 décembre pour faire un bilan d'étape.
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