referme neutrinos

Physique Sur

^le

site nucléaire de Chooz

,

dans lesArdennes

^,

une _expérience

va étudier

^le

comportement ^des particules de matière les plus ^abondantes

et

parmi ^les plus énigmatiques

^.L

'

espoirest

^d

'

affiner

^le

modèlede

^{l '}

Univers

Le piège

^à

neutrinos ^se referme

Pierre Le Hir

Chooz(Ardennes)

envoyéspécial

Déroulant

mornescollines

et vallons monotones,la

routesinuedans^{le «} doigt deGivet^»,étroitebandede terrepointée^versl'

Ardennebelge^.Deuxmassesde

bétonsedécoupentsoudain^:lestoursde refroidissement,coiffées^{d '}unpanachede vapeur^{d 'eau,}de^la centrale nucléairede Chooz^.C' est^{ici ,àl'}extrémitédecepresque bout

du

monde,queserapeut-être percé

l'

undessecretslesmieuxgardésde^l'

Univers^:celuidesfantomatiques neutrinos.

Chooz,cesont^{d '}aborddeuxpiles

atomiquesde1450mégawattsqui^,misesen

serviceà la

fin

desannées1990,

ont

étéles

pionnières

de

^la dernière génération

(avant^l'EPR)deréacteurs nucléaires

français^.Mais^c' estaussi

un

laboratoire

international^d

'étudedesneutrinos^,fédérant

35équipesde

huit

_pays(Allemagne^,

Angleterre

,Brésil,Espagne^,Etats-Unis,France,

Japon^et Russie),autour

du

Centre

nationalde^la recherche scientifique^(CNRS)et

duCommissariat^{à l'}_énergieatomique^et aux énergiesalternatives(CEA).Une

cohabitationinhabituelle,maisréussie:

électricienset physiciensparlent volontiersde

la «troisième tranchedeChooz».

Ilfautpasserlestoursderéfrigération^, puisfranchir^la Meuse,

pour

^découvrir

l'

entrée^{d '}untunnel^.Lagalerie

souterraine

,enpente douce^,conduisait naguère^à unautreréacteur,le premier^à eau

pressuriséedeFrance,

mis

^{à l'}arrêtvoilà

vingt

ans^.C' estdanscettecaverne,sousune

couverturerocheuse

de

₁₅₀mètresfaisant écranauxrayons cosmiques^,queles

chercheursviennent^{d '}installer,aufond^{d '}une fosseprofonde

desept

^mètreset large

d'

autant,

un

détecteurdeneutrinos

ultrasophistiqué^,bijoudetechnologie.

ultrasophistiquébijou technologie.

Iln' enfaut_pasmoins pourtenter^{d '}

attraperau

vol

cesinsaisissables voyageurs.

Ceux-ci

ont

beauêtrelesparticules

élémentaireslesplusabondantesdans^l'

Univers chaque^seconde,plusieurs dizaines

de

milliardsde

neutrinostraversent^à notre

insu

chaquecentimètre carré

de

notrepeau ^,avoirmêmeété,peut-être^,à

l'

originedetoute^la matièrequi^nous

environne,ils n' en

sont

pasmoinspresque

impossibles^à repérer.

Neportant pas

de

chargeélectrique^, commeleurnomde^«petit^neutre»l'

indique^,ils nesontdéviés

par

aucunchamp

magnétique^et

filentdroit

devanteux^,à unevitesse prochedecellede^la lumière.

Surtout^,ayantunemassenonnullemais infime,ils

ne

rencontrentquasiment jamais^{d '}obstaclesurleurchemin,si bien querienou_presquenelesarrête^.Ce^n' est quelorsque^,par^{chance,l'und 'eux}

percute

un

atomedematière,quesonpassage

estsignalé

par un

flashénergétique^.Ce sontdetellescollisionsquelesphysiciens guettent dans^la grotte de^Chooz.Ou^,

plutôt,

un

éventueldéficitdecollisions.

«Ilexistedans^la naturedenombreuses sourcesdeneutrinos,expliqueThierry

Lasserre,responsablede^l'expériencepour^le

CEA^.

Le

cosmos^,le Soleil^,

les

_explosions

d '

étoiles,lesnoyaux actifsdes galaxies..^.en produisentenquantitésastronomiques.

Lesréacteursnucléairesémettent eux

aussi,pardésintégration^,desnoyaux produits

par^la fission

de

^{l '}uranium^et

du

plutonium,

un

nombrecolossal

de

neutrinos

électroniques^.Plusexactement,d '

antineutrinos,

dont

lespropriétés^{et le}

comportementsontconsidéréscommeidentiques^.»

Chacundesdeuxréacteurs

de

Chooz émet

100

millions

demilliardsde

milliards^d

'antineutrinospar

jour

^,

qui

^se

diffusentdans touteslesdirections^.Le

volume

du

détecteur ^io m3 ^et son

éloignementdesréacteurs ¹km

font

_qu'^ilest

traversé,chaque

jour

^,parmille milliards

demilliardsdecesparticules^.Lescalculs deprobabilitéindiquentque

7o

^{d '}entre ellesseulementdevraientvenirheurter^le détecteur^.

Or

^{l '}espoirdes physiciensest queceschocssoientenréalitémoins

nombreux.Carcelasignifierait que^,chemin

fai

sant,certainsantineutrinos sesont,

non

pasvolatilisés,maistransformés,

échappantainsiauxmaillesdufilet.

Lesneutrinossonteneffetune

diablerie.Il

en existe trois _types

^,

trois

«saveurs^»:électronique^,muonique^et tauique^,

du

nomdestroisautres

particules(électron,muon^et

tau

)auxquelles^ils

donnentnaissancequand^ils percutentun

atome^.Cessaveurscorrespondent

aux

troisfamillesdeparticules élémentaires.

«Pourfabriquertoute^la matière

ordinaire,uneseuledecesfamillessuffirait^.

Pourquoi^la naturea-t-ellecréétroisfamilles^?

C' estundesplusgrandsmystèresde^la

physique^»,

dit

HervédeKerret(CNRS),

coordinateurde^l'expérience.

Pourcorser^{l '}affaire,

les différents

typesdeneutrinos

ne

se_présententpas isolément,mais

en

superposition^,

ou

en mélange^.Lorsqu'^ils sedéplacent^,ces

mystificateurssemétamorphosentpar

oscillations,passant^{d 'une}saveur^à uneautre,

d'

unefamille de_particulesà uneautre^.Ce transformisme^a déjà

été

mesuré

pour

deuxformesdemélange^.Il reste^{à l '}

évaluerpour^{la troisième.}

C' est^l'objectifdudétecteurdeChooz.Il

doitdéterminer combien^{d '}antineutrinos électroniques^,parmi les

7o

attendus,

ne

sontpasaurendez-vouset ontdonc

changédephysionomieencoursderoute^.Pour

que^le décomptesoitincontestable^{,l '} instrument,enphasede_calibrage,sera

dupliqué^.Unsecondserainstallé^{,d 'ici à} 2012^,à

400mètres seulementdesréacteurs^,afin

dequantifier trèsprécisément^le

flux

initialdeparticules.

Lepiège serefermeraalorssurles

neutrinos.Il fonctionnerapendant

cinqans

^,

pouraccumuler suffisamment

de

données^.L

'

expériencedeChooz^{,d '}uncoûtde

15millions^{d '}euros,

va

ainsicoiffer^,sur^le poteau^,deuxprojetssimilairesconduits enChine^et enCoréeduSud.

Concevoir^et installercedouble

dispositifa été

un

travailde

titan

autantque

d'

orfèvre,relatePatrickPerrin(CEA),qui^a dirigé

les

_opérations^{. «}Lesdétecteurs,

décrit-il,sontformés^{,à la} manièredes

poupéesrusses,d '

enceintes superposées^,

remplies^d

'

unliquide scintillant^à base^{d '}

hui N° et date de parution : 20558 - 26/02/2011 Diffusion : 300000

Périodicité : Quotidien leMonde1_20558_16_26.pdf Site Web : http://www.lemonde.fr

Page : 16 Taille : 64 % 961 cm2

Copyright (Le Monde)

Reproduction interdite sans autorisation

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Les neutrinos pourraient

expliquer pourquoi

^,

alors que

^le

Big Bang

a

créé

,

en théorie

,

autant dematière que

^d

'

antimatière

^,

l'

Univers

^a

basculé ducôté de

^la

matière

lesminérales,

enrichi en _gadolinium

[métallourd].Quandunneutrinovienty

heurterunnoyau^{d '}hydrogène^,il se

produit

deux

éclairs

de lumièreviolette

^, convertis

en signaux

électriques

par

400 photocapteurs^.»

Leschercheursnecachentpasleur

excitation^.«Lemodèlestandardde^la

physique^,

qui

décrittoute^la structurede^{l '}

Universavecdouzeparticulesdematière^et

quatreparticulesporteusesde_forces,

comporteencore

tropde

paramètres^,

soulignentHervédeKerret^et Thierry^Lasserre.

Unautremodèle,pluscomplet^{et sans}

douteplussimple^,est^à inventer^.»Lamasse

desneutrinos^et leurs oscillationsen

particuliern' entrentpasdans^le modèle

standard^{et il} fautdonc^l'amender.

Ce^n' estpas

tout

^.Lesneutrinos

pourraientexpliquer pourquoi^,alors que^le Big Bang^a créé,enthéorie,autant dematière que^d

'antimatière^,l'Univers^a basculé

du

côtéde^la matière^.Justeaprès^la

déflagrationoriginelle^,ils seseraient désintégrés

enparticulesdematière^{et d '}antimatière,

maisavecuneminusculeasymétrie ou préférence aubénéficede^la _première.

Si

unetelle

_asymétrie

de

comportementétaitdécouvertechezlesneutrinos

et antineutrinosdeChooz,cette

hypothèseseverraitconfortée^{.L '}unedes clésde

l'

Universsetrouvepeut-êtreaubout

du

tunnel^{.? Une}

^batteriede -me ⁴⁰⁰

^,74arrip

photocapteursvaguetter mur

^,

sousterre

^,

lesflashesdelumièresignalant

^le passage^, dans

unliquidescintillant

^{,d '}antineutrinos

émisparlesréacteursde

Chooz^.CEA

N° et date de parution : 20558 - 26/02/2011 Diffusion : 300000

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