NEMO - Définition et Explications

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Introduction

L'expérience NEMO (Neutrino Ettore Majorana Observatory) résulte d'une collaboration internationale scientifique et recherche les désintégrations double bêta sans neutrino. L'observation de telles désintégrations serait la preuve que le neutrino (Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des...) est une particule de Majorana et pourrait être utilisée pour mesurer la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) des neutrinos. Elle se déroule dans le Laboratoire souterrain de Modane (LSM) dans le tunnel (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de...) du Fréjus. La prise de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) de NEMO3 a commencé en janvier 2003 et devrait prendre fin en 2010.

Description

Le matériel est un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée...) à 20 secteurs qui contiennent différents isotopes sous la forme de feuilles minces avec une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) totale d'environ 20 m2. Les principaux isotopes utilisés pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) de désintégrations double bêta sont le molybdène-100 (environ 7 kg) et le sélénium-82 (1 kg). L'expérience comporte également de petites quantités de cadmium-116, néodyme-150, zirconium-96 et calcium-48. Des feuilles de tellure (Le tellure est un élément chimique, de symbole Te et de numéro atomique 52. C'est un...) et le cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre...) sont utilisées pour des mesures de bruit de fond (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....).

Résultats

Concernant NEMO3, après 5 ans de prises de données, la limite inférieure de la demi-vie (La demi-vie est le temps mis par une substance (médicament, noyau radioactif, ou autres) pour...) du processus double bêta sans neutrino du molybdène-100 est de 1024 années. Selon les modèles nucléaires, cela correspond à une masse du neutrino inférieure à 0,5 - 1,0 eV.

Principe

Un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change...) de traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de...) sur chaque face des feuilles détecte les électrons et positrons (En physique des particules, le positron ou positon est l'anti-particule associée à l'électron....) de la désintégration double bêta. Électrons et positrons sont identifiés par la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure...) de leur trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) dans un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...). L'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) des électrons est ensuite mesurée dans un calorimètre. Les autres expériences de ce domaine (EXO, CUORE, GERDA, etc.) sont purement calorimétriques, NEMO (L'expérience NEMO (Neutrino Ettore Majorana Observatory) résulte d'une collaboration...) est la seule à identifier les particules, ce qui lui permet de réduire drastiquement son bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....) de fond, mais limite la masse d'isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique...) par volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) de détecteur.

Pour le processus de désintégration double bêta standard, deux neutrinos, qui ne peuvent être observés directement, prennent une partie de l'énergie réduisant ainsi la somme de l'énergie des particules émises électrons. Les neutrinos emportent une part d'énergie variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...), ce qui aboutit à un spectre mesurable continu. Dans le cas d'une désintégration sans neutrino, les particules ont toute l'énergie de la désintégration. Aussi, la mesure du spectre d'énergie d'une telle réaction aboutirait à un pic à cette énergie. Cela prouverait que le neutrino est de Majorana, c'est-à-dire que neutrino et anti-neutrino sont identiques. Cela n'a jusqu'à présent jamais été observé.

Le futur

Actuellement, la collaboration travaille activement à la prochaine étape, SuperNEMO, expérience modulaire selon le même principe que NEMO-3 mais qui sera beaucoup plus massive (Le mot massif peut être employé comme :). Plusieurs points demandent une R&D agressive, notamment l'enrichissement des feuilles sources, leur purification et le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) même de cette purification.

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