STEREO resserre son étau sur l'hypothèse du 4ème neutrino

Publié par Redbran le 22/04/2019 à 14:00
Source: CNRS IN2P3
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La collaboration STEREO, à laquelle sont associés le LPSC à Grenoble et le LAPP à Annecy, a présenté ses derniers résultats fin mars lors des Rencontres de Moriond. A ce jour, les mesures tendent à réfuter l'existence d'un 4ème neutrino dit stérile pour expliquer le déficit de neutrinos constaté auprès des réacteurs nucléaires. Et la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) qu'il en soit autrement se réduit comme une peau de chagrin. Actuellement STEREO a analysé quelques 65000 neutrinos sur une durée totale de 185 jours, et prévoit d'en traiter deux fois plus d'ici 2020, ce qui devrait suffire pour trancher définitivement la question.

Le détecteur STEREO est installé depuis fin 2016 à 10 m du coeur du réacteur (Un réacteur peut désigner :) de l'Institut Laue-Langevin (L'Institut Laue-Langevin (ILL), nommé ainsi en l'honneur des physiciens Max von Laue (physicien...) (ILL) à Grenoble. Il mesure précisément les taux et les spectres d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) des neutrinos émis par le coeur dans 6 cellules de détection identiques. S'il existe un 4ème neutrino (Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des...), il doit "osciller" avec les neutrinos standard, induisant un motif unique de distorsions spectrales d'une cellule à l'autre. Cependant, après analyse minutieuse, les spectres mesurés dans les 6 cellules du détecteur STEREO ont des formes compatibles. Ce résultat réduit considérablement le domaine d'existence du 4ème neutrino (Figure 1). En continuant à collecter des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...), STEREO améliorera sa sensibilité et testera des zones avec des amplitudes d'oscillations encore plus faibles.


Figure 1: Zone d'exclusion tracée avec les dernières données STEREO dans le plan de l'amplitude d'oscillation (Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique. Les oscillations sont soit à...) vers un 4ème neutrino hypothétique (axe horizontal) et de la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un...) de cette oscillation correspondant à sa masse (axe vertical). Les courbes en noir délimitent les scénarios auparavant les plus probables, avec une étoile marquant le cas le plus vraisemblable. La région en rouge est rejetée par les mesures de l'expérience STEREO, avec un degré de certitude de 90%. La région en bleu représente la sensibilité théorique de réjection de l'expérience STEREO pour une précision statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon....) correspondant à 185 jours de données. Image Collaboration STEREO

STEREO est une expérience Franco-Allemande conçue et exploitée par une équipe de scientifiques de l'Irfu-CEA de Saclay, de l'Institut Laue-Langevin de Grenoble, du Laboratoire de Physique des Particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants...) d'Annecy (LAPP/CNRS/Université Savoie Mont Blanc), du Laboratoire de Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) Subatomique et de Cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...) de Grenoble (LPSC, CNRS/Université Grenoble Alpes/Grenoble INP) et l'Institut für Kernphysik Max-Planck à Heidelberg (Heidelberg est une ville d'Allemagne située dans la vallée du Neckar, au nord-ouest du...) en Allemagne (MPIK).

Le LPSC et le LAPP ont réalisé la protection du détecteur vis à vis des bruits de fond (détecteur de muons, blindages en plomb et polyéthylène), l'électronique d'acquisition de données et le système d'étalonnage du détecteur. Les physiciens sont impliqués dans de nombreux secteurs de l'analyse dont la réponse en énergie du détecteur, l'extraction du signal neutrino, la prédiction du taux et du spectre des neutrinos et l'analyse statistique des mesures.

Pour aller plus loin
Article détaillé sur l'expérience STEREO
Le site de l'expérience STEREO
Les résultats détaillés sur le site du LPSC

Contact chercheuse:
Fanny Farget - DAS Nucléaire et application
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