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Communiqué de presse - 19 juin 2014
NEMO resserre l'étau sur la masse du neutrino
NEMO closes in on neutrino mass
NEMO III : 2000 - 2011
Neutrino Ettore Majorana Observatory
Neutrino Experiment with MOlybdenum
Le détecteur NEMO III a fonctionné de 2000 à 2011. Il était constitué de feuilles minces de 100Mo, disposées verticalement, suivant un cylindre, avec de part et d’autre des compteurs Geiger et des scintillateurs plastiques pour mesurer respectivement les trajectoires et les énergies des électrons émis.
Tous les matériaux constituant le détecteur ont été sélectionnés au préalable pour leur très faible taux de radioactivité. Environ 10kg de 100Mo de très grande pureté sont installés dans le détecteur. Une électronique complexe permet d’enregistrer les informations provenant des 6 180 compteurs Geiger et des 1 940 scintillateurs.
L’étalonnage et le contrôle de la stabilité des scintillateurs sont assurés par un dispositif laser, via des fibres optiques.
L’acquisition des événements et le contrôle des compteurs peuvent être pilotés à distance, via le réseau informatique internet.
Le neutrino peut théoriquement être identique à son antiparticule, a proposé Ettore Majorana, physicien des années 30. Matière et antimatière seraient similaires pour le neutrino !
Le but des expériences NEMO 3 et TGV est de dévoiler la nature du neutrino grâce à l’étude de la double désintégration bêta, ainsi que de mesurer le cas échéant sa masse.
NEMO 3, a vu sa sensibilité limitée par des parasites provenant du radon lors de la première année de prise de données.
Grâce au système de purification de l’air (usine anti-radon), NEMO 3 peut accumuler des données dans les meilleures conditions.
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Un des "secteurs" de NEMO |
Poster de NEMO
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Une partie du blindage de NEMO, en fer. |
Double désintégration bêta
La « simple » désintégration bêta est bien connue. La
double désintégration bêta est plus rare et la seule
méthode expérimentale connue pour savoir si le
neutrino est sa propre antiparticule. Ce type de
radioactivité est le rayonnement le plus rare jamais
observé dans la nature. Deux types existent, l'une
classique, l’autre "interdite".
Le temps nécessaire pour que, à partir de 1 kg de
Molybdène 100, la moitié se soit désintégrée par la
"voie classique", est de 8 milliards de milliards
d’années. A titre de comparaison, on estime que l’âge
de l’Univers est de 15 milliards d’années “seulement” !
Pourtant le processus recherché, une double
désintégration bêta « sans neutrino » est au moins
10000 fois plus rare.
Comment fait on ?
Recette :
- accumuler suffisamment de noyaux susceptibles d’être le siège de cette désintégration particulière : 10 kg de Molybdène 100 en feuille très mince, obtenus grâce à la participation du centre de Dubna,
- construire un détecteur capable de repérer les 2 électrons émis et mesurer leur énergie,
- éliminer toute trace de parasite susceptible de simuler le signal très rare cherché.
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Les deux traces
d’électron, ββ
« classique » dans le
détecteur NEMO |
Un défi scientifique et
technologique
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NEMO est recouvert de plus de 200 tonnes de blindages de fer, d’eau et de bois.
Tous les matériaux du détecteur, des structures
métalliques jusqu’aux vis ont été sélectionnés
pour leur très bas niveaux de radioactivité.
Au final, l’activité en Uranium 238 et Thorium
232 des 200 tonnes de NEMO est inférieure à
l’activité d’un corps humain !
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L’expérience les départagera …
Le neutrino
Poster de NEMO
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