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Nouvelle scientifique

 

Le 29 mars 2016

 

 

EuroNuNet : vers un réseau international pour l'étude des neutrinos

 

La France est l'un des huit pays membres d'un tout nouveau réseau en physique des neutrinos. Son but : soutenir l'idée d'une infrastructure pour l'étude de la violation de la symétrie charge-parité dans le domaine leptonique. Le réseau Combining forces for a novel European facility for neutrino-antineutrino symmetry-violation discovery (EuroNuNet) est mis en place avec le soutien de l'Union européenne. La première réunion de travail a eu lieu début mars.

 

La violation de la symétrie charge-parité (violation de CP) dans les interactions faibles est une propriété qui se traduit par l'obtention d'un résultat différent lorsque l'on inter-change particules et antiparticules dans une même expérience. La symétrie par effet de miroir et inversion de charge, censée répondre aux mêmes lois qui régissent la nature, est alors brisée.

La découverte de ce phénomène date de 1964. Elle a été faite au niveau des hadrons (quarks) par trois physiciens américains et un français (James Christenson, James Watson Cronin, Val Logdson Fitch et René Turlay). Mais le mécanisme à l'origine de cette asymétrie n'est toujours pas totalement connu, et son amplitude peine à justifier l'asymétrie matière-antimatière. La violation de CP, dans les premiers instants de l'Univers, est l'une des raisons invoquées pour expliquer une énigme fondamentale : pourquoi l'Univers observable aujourd'hui est-il constitué de matière, sans aucune quantité significative d'antimatière ?

La découverte des oscillations et les dernières avancées en physique des neutrinos permettront d'observer pour la première fois la violation de CP au niveau des leptons. Cela permettra de lever un coin du voile sur le mystère des prémices de l'Univers après le Big Bang. Pour aller au-delà des connaissances actuelles, il est nécessaire de mettre au point des instruments de plus en plus puissants mais aussi de combiner les compétences en créant de solides réseaux internationaux entre les chercheurs.

 

Profiter des possibilités offertes par la future infrastructure européenne ESS

 

Le projet EuroNuNet étudiera la possibilité de produire un super faisceau de neutrinos à partir d'un faisceau de protons de 5 mégawatts généré par un accélérateur linéaire (ESS, actuellement en construction à Lund en Suède). Ce faisceau, pouvant correspondre au second maximum de l'oscillation neutrino, sera dirigé vers un détecteur Tcherenkov d'une mégatonne logé dans une mine à près de 500 km de distance. La sensibilité du signal ainsi obtenu permettant d'observer la violation de CP serait alors trois fois supérieure à celle des expériences travaillant au premier maximum d'oscillation.

L'action COST EuroNuNet est un programme financé par la Commission européenne et porté par le CNRS. Huit pays européens font déjà partie du projet : Bulgarie, Espagne, France, Grèce, Italie, Pologne, Royaume-Uni et Suède. Tout chercheur travaillant dans l'un de ces pays peut intégrer le réseau qui reste ouvert à l'adhésion de nouveaux pays. L'objectif à moyen terme de la communauté EuroNuNet est de soumettre un projet dans le cadre du programme européen Horizon 2020 pour financer une étude de faisabilité et un premier projet de design pour la future infrastructure.

 

Vue aérienne du site de construction de l'ESS (au 15/11/15) / © Perry Nordeng/ESS

 

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