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Détecteur prêt à recevoir le faisceau de neutrinos

Astronomie : Détecteur prêt à recevoir le faisceau de neutrinos

Des physiciens des particules du monde entier sont prêts à percer les secrets du neutrino éthéré. Opérationnel à partir de cet après-midi 4 mars, le système de recherche par oscillation de neutrinos d’injecteur principal (MINOS) produira un faisceau de neutrinos et les fera feu à travers la Terre. En comparant les neutrinos du départ avec ceux de l’arrivée, à environ 735 km, les scientifiques espèrent comprendre bon nombre de leurs propriétés, y compris leur comportement le plus mystérieux; comment les neutrinos peuvent se transformer en trois types différents!

«Cette étrange propriété des neutrinos n’a été découverte que récemment, à titre expérimental, car les neutrinos interagissent très rarement avec leur environnement en fait, des millions de personnes traversent l’air, la Terre et même des personnes inaperçues à un moment donné. Même un détecteur spécialement construit, tel que le détecteur MINOS Far, ne devrait voir que 1 500 neutrinos en un an - des milliards supplémentaires passeront directement à travers! ", Déclare le Dr Geoff Pearce, porte-parole du projet britannique, du laboratoire Rutherford Appleton du CCLRC.

L’expérience MINOS utilisera un faisceau de neutrinos produit juste à l’extérieur de Chicago, aux États-Unis, sur l’accélérateur principal de l’injecteur Fermilab, pour sonder les secrets de ces particules subatomiques insaisissables: d’où viennent-elles, quelles sont leurs masses et comment gentil avec un autre? Il existe trois types ou «saveurs» de neutrinos: l'électron, le muon et le tau, chacun avec des propriétés différentes. Le faisceau de neutrinos sera projeté à travers la terre, du Laboratoire Fermi à la mine Soudan, dans le nord du Minnesota, sur une distance de 735 kilomètres. Aucun tunnel n'est nécessaire car les neutrinos interagissent si rarement avec la matière qu'ils peuvent traverser la Terre presque sans entrave. Lors d'une cérémonie cet après-midi, le président de la Chambre des représentants des États-Unis, l'honorable J. Dennis Hastert Jr., activera le faisceau de neutrinos et enverra les premières particules de leur parcours au détecteur situé dans la mine de Soudan.

Alfons Weber, Université d'Oxford, explique: «C'est une période passionnante pour nous. Le faisceau que nous générons maintenant chez Fermilab ne contiendra qu'un seul type de neutrinos neutrinos de muons. Quand il arrivera au Détecteur Lointain dans la Mine Soudan quelques fractions de seconde plus tard, certains neutrinos du muon auront changé pour les autres types de neutrinos inos tau et électroniques. Nous voulons comprendre comment ils font cela.

MINOS a construit deux détecteurs de neutrinos massifs, tous deux complets et prêts à recevoir le faisceau. Le détecteur «près de» de 1 000 tonnes échantillonnera le faisceau à la sortie de Fermilab et fournira les mesures de contrôle. Le détecteur «5 000 tonnes», situé à 800 mètres sous terre dans la mine Soudan, mesurera les neutrinos à leur arrivée, à peine 2, 5 millisecondes plus tard. Les détecteurs doivent être éloignés les uns des autres pour permettre aux neutrinos, qui voyagent à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, d’osciller le temps. "En comparant ces deux mesures, nous pourrons étudier comment les neutrinos ont oscillé et fournir la mesure la plus précise au monde de cet effet avec des neutrinos de type muon", explique le Dr Geoff Pearce.

Le professeur Ian Halliday, PDG du Conseil de recherche en physique des particules et en astronomie, qui finance les travaux du Royaume-Uni sur ce projet, a anticipé les révélations découlant des mesures de précision de l'expérience.

"Les mystères de cet insaisissable neutrino sont sur le point d'être dévoilés", a déclaré Halliday. «Pour la toute première fois, nous pourrons étudier l'évolution de l'état de cette particule bizarre avec une précision sans précédent de quelques pour cent dans un faisceau contrôlé de neutrinos créé en laboratoire. Je suis extrêmement fier que les scientifiques britanniques aient joué un rôle clé dans la réalisation de cette expérience et, en collaboration avec leurs collègues internationaux, figureront parmi les premiers au monde à en étudier les caractéristiques uniques. "

"Des physiciens du monde entier tentent de comprendre ce que ces mystérieux neutrinos nous disent", a déclaré le directeur de Fermilab, Michael Witherell. «Aujourd'hui, nous nous engageons dans une aventure d'exploration en utilisant la plus puissante installation de neutrinos au monde. Je suis extrêmement fier de ce que les employés de Fermilab ont accompli en achevant le projet NuMI. Je voudrais remercier le peuple américain et le gouvernement fédéral d'avoir pris l'engagement nécessaire pour soutenir une science de grande qualité.

Source originale: Communiqué de presse PPARC

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