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- La collaboration internationale KM3NeT vient de détecter un neutrino trente fois plus énergétique que tous ceux détectés dans le monde jusqu'à présent.
- Cette découverte exceptionnelle ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des phénomènes énergétiques extrêmes de l'Univers et l'origine des rayons cosmiques.
- C’est un résultat remarquable du télescope KM3NeT, un détecteur gigantesque en cours de construction au fond de la mer Méditerranée. Ce résultat est paru dans la revue Nature le 12 février 2025.
Malgré leur abondance dans l’Univers, les neutrinos n’interagissent que très peu avec la matière ce qui rend ces "particules fantômes" difficiles à détecter. Ces messagers cosmiques d’une masse d’un million de fois plus faible que celle d’un électron, sont émis en ligne droite lors d’évènements cosmiques. L’étude des neutrinos nous apporte des informations précieuses, inaccessibles autrement par des méthodes plus classiques, sur les phénomènes astrophysiques extrêmes dont ils sont originaires.
Une détection exceptionnelle vient d’être réalisée : celle d’un neutrino d’une énergie inédite d’environ 220 pétaélectronvolts (PeV), soit trente fois supérieure à celle de tous les neutrinos précédemment détectés à l’échelle mondiale. L’étude de cet événement pourrait apporter des indices uniques sur les processus à l’œuvre dans les sources les plus énergétiques de l’Univers ou sur l’interaction des rayons cosmiques d’énergie extrême avec le fond diffus cosmologique.
Embarquée dans cette collaboration depuis 2017, l'équipe Neutrino, avec les services techniques de Subatech et à travers de l'équipe projet Km3NeT, a apporté une contribution importante à cette analyse, notamment à l’étalonnage de l’instrument et à la détermination de la direction d’arrivée de ce neutrino exceptionnel. Depuis plusieurs années, les chercheurs de l'équipe projet Km3NeT de Subatech intègrent des modules optiques, participent à leur déploiement sur le site français, prennent part au développement des environnements logiciel et de calcul de l’expérience, contribuent aux campagnes d’étalonnage et de traitement des données et enfin s’intéressent à leur interprétation dans un contexte d’astronomie multi-messagère.
Pour en savoir plus : le lien vers le communiqué complet sur le site du CNRS
Illustration de l’événement KM3-20230213A. Les 21 lignes de détection composées de 18 modules optiques (sphères noires) et d’une bouée constituent le détecteur au moment de l'observation. La tour Eiffel est représentée pour indiquer l’échelle. La ligne rouge symbolise la trajectoire du neutrino et le grand cône bleu représente le sillage de la lumière Tcherenkov. Chaque sphère colorée indique un enregistrement individuel de lumière associé à un photomultiplicateur. La taille des sphères est proportionnelle à l’intensité du signal lumineux détecté et la couleur correspond à son décalage par rapport au temps de passage de la lumière Tcherenkov (bleu, puis de jaune vers le pourpre). © T. Gál, Collaboration KM3NeT.
Un DOM ARCA dans son milieu naturel, à plus de 3000 m de profondeur. © Collaboration KM3NeT.
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Le gigantesque détecteur JUNO, en cours de construction en Chine avec la participation de l'IN2P3, mettra bientôt sur écoute les insaisissables et mystérieuses particules élémentaires que sont les neutrinos. Son objectif : percer les secrets de la discrète valse interprétée par ces fantomatiques grains de matière, que les scientifiques nomment oscillations et qui les intriguent tant. A un an du démarrage de l’expérience, descente en images à 700m sous terre au cœur du géant en construction.Lire la suite sur le site de l'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules du CNRS
JUNO est un énorme détecteur de neutrinos souterrain. Sa construction, toujours en cours, devrait s'achever en 2024. C'est le plus grand détecteur de ce genre jamais construit. (Crédit photo : Collaboration JUNO) 
L'équipe de recherche Neutrino à Subatech, sous direction de Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser., fait partie de la collaboration JUNO
Plus d'informations sur la page de l'équipe : http://www-subatech.in2p3.fr/fr/recherche/equipes/neutrino/activites-de-recherche/juno
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La collaboration LiquidO a publié sur le site "Communications Physics" de Nature* les résultats de sa première validation expérimentale. Cette technique de détection qui utilise un liquide scintillateur opaque avec un dense réseau de fibres optiques ouvre de nouvelles perspectives de détection dans le domaine des neutrinos, mais également dans de nombreuses autres disciplines.
LiquidO est une nouvelle technique de détection qui utilise des scintillateurs opaques pour permettre de visualiser les interactions de particules jusqu'à l’échelle du centimètre. Elle fonctionne avec l'abondante lumière produite par les scintillateurs, mais pourrait également exploiter le rayonnement Cherenkov. La technique peut être optimisée pour un large éventail de tailles de détecteurs et d'énergies de neutrinos, de l'échelle du GeV à celle du MeV, et s’accommode très bien de la présence d’éléments dopants à des concentrations qui dépassent de loin celles admises dans les détecteurs à scintillateurs traditionnels.
Ses performances lui confèrent un large éventail d'applications dans de nombreux domaines de la physique des hautes énergies, nucléaire, médicale et des accélérateurs, dont beaucoup font l'objet d'une exploration active.
*Neutrino physics with an opaque detector, Commun Phys 4, 273 (2021)---> https://www.nature.com/articles/s42005-021-00763-5
Contact: Frederic Yermia (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.), pour l’équipe Neutrino, Subatech
Le milieu opaque du détecteur permet de confiner la lumière localement là où se produisent les dépôts d’énergie et ainsi
d’accéder aux précieuses informations topologiques de l’événement. Image : Collaboration LiquidO
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Le mercredi 7 septembre au siège d’EDF à Paris a été signé l’accord de collaboration entre EDFDPNT et CNRS-IN2P3 pour le projet exploratoire de « SuperChooz » entre Cedric Lewandowski, directeur du Parc Nucléaire et Thermique EDF et Reynald Pain directeur de l’INP3, en presence du directeur de Subatech Gines Martinez et du responsable scientifique de l’équipe Neutrino Frederic Yermia. Cet accord permet de lancer le projet exploratoire « SuperChooz Pathfinder » pour tester la faisabilité d’un grand projet d’étude des neutrinos installé sur le site de la centrale de Chooz. L’expérience nommée « SuperChooz » sera dotée d’une technologie de détection radicalement innovante : la technologie LiquidO actuellement en cours de R&D, entre autres, au sein du laboratoire SUBATECH. Le projet promet de révolutionner l’observation des neutrinos avec une précision jamais atteinte. Situé à Chooz, il permettra d’étudier simultanément dans un même détecteur les neutrinos du soleil et les antineutrinos des réacteurs nucléaires.
Postulé dans les années 30 par W. Pauli, le neutrino reste une énigme, on sait aujourd’hui qu’il en existe 3 sortes et on pense qu’il joue un rôle dans l’asymétrie matière/antimatière. Cette phase exploratoire du projet est fortement liée au projet AM-OTech, financé par l’EICPathfinder (https://www.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/eic-pathfinder-le-cnrs-en-tete) dans lequel Subatech est impliqué. Ce projet basé à Chooz et axé sur l’application auprès des réacteurs nucléaires, débutera le 1er décembre 2022. Cette expérience inédite de recherche fondamentale sur les neutrinos consistera, à l’issue de cette phase exploratoire, à implanter un détecteur d’environ 10 ktonnes dans la caverne de l’ancien réacteur nucléaire de Chooz A en cours de démantèlement, fonctionnant avec deux autres détecteurs plus petits de 10 m3 positionnés à proximité des réacteurs en exploitation de Chooz B.
En outre, sur le plan industriel, ce projet permettra de développer de nouveaux outils pour l’ensemble des activités nucléaires. Finalement, SuperChooz fera enfin la démonstration qu’une fois les installations nucléaires démantelées, une nouvelle vie industrielle ou scientifique est possible.
Pour plus d’informations: https://liquido.ijclab.in2p3.fr/superchooz/
https://twitter.com/IN2P3_CNRS/status/1567519341511409665?s=20&t=NCp4fmKxMmVhbOBrn3lwXw
https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:6974056300078866432?updateEntityUrn=urn%3Ali%3Afs_feedUpdate%3A%28V2%2Curn%3Ali%3Aactivity%3A6974056300078866432%29
Contact: Frédéric Yermia: Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.
Accès à l'interview d'Anatael Cabrera, chercheur à IJCLab et responsable scientifique du projet exploratoire SuperChooz, publiée dans le Journal de l'IN2P3 CNRS:
https://www.in2p3.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/interview-danatael-cabrera-le-projet-superchooz-detude-des-neutrinos-est-beaucoup-plus
Cédric Lewandowski, directeur exécutif du Groupe EDF et Reynald Pain, Directeur de l’IN2P3 signant l’accord de collaboration SuperChooz collaboration agreement
Photo de groupe avec Ginés Martinez, directeur de Subatech et Frédéric Yermia, responsable scientifique de l’équipe Neutrino, après la signature de l’accord de collaboration SuperChooz
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Le nouvel European Innovation Council, apparu sous le programme Horizon Europe 2021-2027, ouvrait en 2021 son premier appel Pathfinder Open. Un projet porté par des chercheurs de l’IN2P3 (IJCLab) et de l’Université de Nantes (SUBATECH) a été accepté dans le cadre de cet outil destiné à financer des projets de recherche technologique de rupture :
AMO-Tech (AntiMatter-OTech Novel Opaque Scintillator Technology for Nuclear Industry Imaging based on Anti-Matter Detection), des équipes de l’IJCLab (Anatael Cabrera, IN2P3) et SUBATECH (Frédéric Yermia, Université de Nantes). Les partenaires du Consortium européen sont le CIEMAT (Espagne), l’Université de Sussex (Royaume Uni) et EDF comme partenaire industriel. Le projet vise à assurer un monitorage d'un coeur de réacteur et fournir une aide au démantèlement de réacteurs. Il est basé sur le programme R&D Liquido, détecteur innovant (deep-tech), pour la physique fondamentale, d'antineutrinos et de particules chargées. Le principe de détection va être publié dans la revue « Nature Physics Communication". Le programme se déroulera sur le site de la centrale de Chooz dans les Ardennes. Le démarrage est prévu en 2022.