Neutrinos

Le neutrino joue un rôle-clé à la frontière de la physique des particules et de l'astrophysique. Sa masse a de fortes implications en physique des particules, car elle ouvre une porte vers les théories de grande unification au delà du modèle standard, et en cosmologie, en liaison avec la matière noire. Sa nature même n'est pas établie : est-il une particule de Majorana ou de Dirac, c'est-à-dire est-il ou pas sa propre antiparticule ? Le neutrino est en outre un messager incomparable: sa faible probabilité d'interaction lui permet de s'extraire aisément des milieux émissifs les plus denses (Soleil, couches profondes des supernovas, noyaux actifs de galaxies) et de sonder l’univers sur des distances cosmologiques.

Le neutrino existe en trois saveurs (ne, nm, nt). Un des résultats les plus importants de ces dernières années en physique des particules est la découverte du phénomène d’oscillation des neutrinos, c'est-à-dire leur transformation d’une saveur à l’autre pendant leur propagation, ce qui implique que les neutrinos aient une masse non nulle (ce qui n’était pas prévu à l’origine par le modèle standard de la physique des particules). Les oscillations ont été découvertes avec les expériences de neutrinos solaires (comme Borexino) et de neutrinos atmosphériques et ensuite confirmées par les expériences auprès de réacteurs et sur faisceaux, qui on permis une mesure précise des paramètres de mélange. Le dernier en date étant l’angle de mélange q13, mesuré entre autres par l’expérience Double Chooz (image) à laquelle le laboratoire a pris une part de premier plan. La valeur non nulle de ce paramètre ouvre désormais la voie vers l’étude précise de la transition nm à ne avec les neutrinos atmosphériques (projet KM3NeT/ORCA) et les neutrinos de faisceau (projet DUNE et R&D associée WA105 au CERN). Ceci devrait permettre de connaître l’ordonnancement des masses des neutrinos et la mesure de la phase CP, paramètre fondamental lié à l’asymétrie matière-antimatière dans l’univers.

C'est dans ce contexte que le groupe "neutrinos" du laboratoire APC contribue aux principaux axes de la physique du neutrino à travers les projets déjà mentionnés et une participation à l’expérience de future génération auprès de réacteurs JUNO. Le groupe est également impliqué dans l’expérience SOX qui étudie les oscillations sur courte distance afin d’explorer l’éventuelle existence d’une quatrième famille de neutrinos, dite stérile, en ce sens qu’elle n’interagit pas avec la matière.

Le groupe Neutrinos de l’APC est également membre de la collaboration DarkSide,  qui développe une nouvelle technologie de TPC à Argon liquide et gazeux pour la recherche directe de matière noire.

Dans le domaine de l'astronomie neutrino, la participation à l'exploitation du télescope à sous-marin ANTARES et à son successeur KM3NeT/ARCA est évoquée dans la section sur l'astrophysique à haute énergie.

 

chef du groupe: Jaime Dawson

adjoint: Antoine Kouchner

 

L’Equipe Neutrinos

  • AGNES Paolo
  • AVGITAS Theodore
  • BOURRET Simon
  • CABRERA Anatael
  • CRIBIER Michel
  • DE KERRET Hervé
  • FRANCO Davide
  • GALATA Salvatore
  • GOMEZ Hector
  • HOUDY Thibaut
  • HOUQUE Dawson Jaime
  • HOURLIER Adrien
  • KATSANEVAS Stavros
  • KOUCHNER Antoine
  • KRYN Didier
  • LASSERRE Thierry
  • OBOLENSKY Michel
  • PATZAK Thomas
  • RONCIN Romain
  • TONAZZO Alessandra
  • VAN ELEWYCK Veronique
  • VANNUCCI François
  • VIGNAUD Daniel

 

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