Les résultats du détecteur ProtoDUNE sur les études de neutrinos sont publiés
La collaboration DUNE a publié son premier article scientifique basé sur des données collectées avec le détecteur monophasé ProtoDUNE situé sur la plateforme Neutrino au CERN.
Les résultats montrent que le détecteur fonctionne à plus de 99% d'efficacité, ce qui en fait non seulement la chambre d'argon liquide la plus grande, mais aussi la plus efficace à ce jour pour les études sur les neutrinos.
«Ces premiers résultats sont une excellente nouvelle pour nous», disent les chercheurs. «Ils montrent que le détecteur ProtoDUNE-SP fonctionne encore mieux que prévu. Nous sommes maintenant prêts à créer les premiers composants du détecteur DUNE, qui comprendra des modules de détection basés sur ce prototype, mais 20 fois plus grands. »
DUNE est une expérience internationale ambitieuse qui mesurera les propriétés de minuscules particules élémentaires appelées neutrinos. Les neutrinos sont la particule de matière la plus abondante de l'univers, mais comme ils interagissent rarement avec d'autres particules, ils sont incroyablement difficiles à étudier.
Il existe au moins trois types différents de neutrinos, et chaque seconde 65 milliards d'entre eux traversent chaque centimètre carré de la Terre. Quand ils voyagent, ils font quelque chose de spécial: ils passent d'un type à l'autre.
Les scientifiques pensent que ces oscillations des neutrinos, ainsi que les oscillations associées aux neutrinos de l'antimatière, peuvent aider à répondre à certaines questions importantes en physique, telles que l'asymétrie observée de la matière et de l'antimatière dans l'univers. DUNE recherchera également des neutrinos de supernova et recherchera des processus subatomiques rares tels que la désintégration du proton.
«ProtoDUNE-SP montre que nous pouvons adapter ce type de technologie à la taille et à la résolution dont nous avons besoin pour enfin placer les neutrinos sous un microscope très puissant», a déclaré Marzio Nessi, coordinateur de la plateforme Neutrino du CERN.
Une mesure précise de ces vibrations limitera voire exclura certains modèles théoriques et ouvrira de nouvelles voies pour la découverte et l'étude de phénomènes subatomiques rares. Mais pour obtenir ces mesures précises, les scientifiques ont besoin de détecteurs incroyablement grands, sensibles et fiables.
DUNE est conçu pour révéler la nature des oscillations des neutrinos en lançant un faisceau de neutrinos intense depuis Fermilab près de Chicago sur 1300 kilomètres de terre dans quatre modules de détecteurs souterrains géants situés à 1,5 km de profondeur au centre de recherche souterrain de Sanford dans le Dakota du Sud.
Les deux détecteurs ProtoDUNE du CERN - l'un basé sur la technologie monophasée et l'autre basé sur la technologie d'argon liquide biphasé - sont un pas vers la création d'énormes modules de détection DUNE, chacun rempli de 17 000 tonnes d'argon liquide. Le rapport de conception technique DUNE, publié en février, est le modèle de ces modules.