Un groupe de scientifiques, avec à sa tête le prix Nobel Carlo Rubbia, traversera l’océan Atlantique en compagnie du détecteur de neutrinos à argon liquide le plus grand du monde. Celui-ci quittera le CERN pour rejoindre son nouveau port d’attache, le Laboratoire national de l'accélérateur Fermi (link is external) du ministère de l’Énergie des États-Unis.
Le détecteur ICARUS au Gran Sasso, en Italie, avant son départ pour le CERN. (Image: INFN)
De 2010 à 2014, ce détecteur de 760 tonnes et 20 mètres de longueur a enregistré des données pour l’expérience ICARUS menée au Laboratoire national du Gran Sasso de l’Institut de physique nucléaire INFN (link is external), en Italie, exploitant un faisceau de neutrinos envoyé par le CERN à travers l’écorce terrestre. Le détecteur est actuellement en cours de rénovation au CERN, où il a inauguré une nouvelle installation d’essai pour les détecteurs de neutrinos.
Une fois au Fermilab, le détecteur intégrera un ensemble de trois expériences consacrées à l’étude des neutrinos, des particules insaisissables très présentes autour de nous, mais qui restent encore mystérieuses.
Les trois détecteurs seront remplis d’argon liquide et utiliseront une technologie novatrice de projection temporelle dans laquelle les particules chargées créées dans les interactions neutrinos sont attirées vers des plans de fils fins qui vont enregistrer une image 3D des traces laissées par ces particules. Chaque détecteur apportera des résultats différents mais complémentaires dans la quête d’un quatrième type de neutrino.
« La chambre à projection temporelle à argon liquide est une nouvelle technique très prometteuse, mise au point à l’origine au sein de la collaboration ICARUS pour une expérience de petite dimension avant d’être adaptée pour un grand détecteur de neutrinos, a déclaré Carlo Rubbia. Elle devrait devenir la technologie de référence pour les grands détecteurs à argon liquide grâce à ses capacités d'enregistrer des traces de particules ionisantes au millimètre près. »
Le Fermilab exploite deux puissants faisceaux de neutrinos et est en train d’en mettre au point un troisième. C’est l’endroit idéal pour que le détecteur ICARUS poursuive son exploration scientifique. Les scientifiques prévoient d’emmener le détecteur aux États-Unis en 2017.
La série de trois détecteurs à argon liquide prévue apportera de nouveaux éléments sur les trois types de neutrino connus et recherchera un quatrième type encore jamais observé en s’appuyant sur les indices apportés par d'autres expériences au cours des deux dernières décennies.
De nombreuses théories de la physique des particules prédisent l’existence d’un neutrino dit « stérile », qui se comporterait de manière différente des autres types de neutrino connus et qui, s’il existe, pourrait permettre de faire avancer notre compréhension de la mystérieuse matière noire qui constitue 25 pour cent de l'Univers. La découverte de ce quatrième type de neutrino révolutionnerait la physique en modifiant la manière dont les scientifiques représentent l’Univers et son fonctionnement.
« L’arrivée d’ICARUS et la conception au Fermilab de ce programme de recherche est en soi un objectif ambitieux, a déclaré le Directeur du Fermilab Nigel Lockyer. C'est également un premier pas vers la mise en place au Fermilab d'une installation neutrino véritablement internationale, avec l’aide de nos partenaires du monde entier. La recherche sur les neutrinos aux États-Unis est promise à un avenir brillant. »
Pour plus d'information voir: Communiqué de presse du CERN
