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Maths, Physique & Chimie

Double Chooz, ou comment mesurer la « saveur » des neutrinos

Les réacteurs nucléaires produisent des neutrinos en abondance. Deux détecteurs ont été installés autour de la centrale de Chooz, dans les Ardennes, pour tenter de mesurer l’oscillation de cette particule quasiment insaisissable.

La centrale nucléaire de Chooz (prononcer « Chô ») dans les Ardennes, est le théâtre d’une expérience de physique fondamentale conduite par le CNRS et le CEA. L’expérience, qui porte le nom de Double Chooz, s’appuie sur deux détecteurs, implantés en profondeur, de part et d’autre de la centrale. Le premier détecteur installé en 2011 a permis de détecter la transformation des neutrinos durant leur vol, découverte qui a été confirmée en 2012 par d’autres expériences internationales. Le second détecteur a été inauguré fin septembre et doit entrer en fonctionnement dans les prochaines semaines.

Les deux détecteurs sont enfouis à plus de cent mètres de profondeur. Le premier détecteur (à droite) est installé à 1 kilomètre des réacteurs de la centrale, le second (à gauche) est à 400 mètres.© L. Colombel/CEA

Les deux détecteurs sont de conception identique. Chacun est constitué d’une cuve cylindrique de 7 mètres de haut et de diamètre, emplie de 10 000 litres d’un mélange d’huiles minérales. Les bords de la cuve sont tapissés de 400 caméras électroniques capables de détecter la lumière produite par l’interaction entre un petit nombre de neutrinos et les noyaux des atomes d’hydrogène du liquide.

Passage en revue des 400 caméras électroniques qui tapissent l’enceinte de chaque cuve.© T. Lasserre/CEA

Les neutrinos ont la propriété étonnante de changer de forme, ou de « saveur » comme disent les physiciens, en se déplaçant. Ce phénomène appelé oscillation dépend de trois paramètres dont deux sont connus avec une bonne précision. Le troisième est bien plus petit et difficile à mesurer, et c’est désormais sur cette mesure que portent les efforts des deux détecteurs de Double Chooz.

Une mesure précise est attendue d’ici trois ans. Elle permettra de compléter le modèle standard de la physique des particules.

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