La connaissance des propriétés des neutrinos issus de la radioactivité des noyaux est un défi. Lors d’une désintégration bêta -, un électron et un antineutrino sont émis. La mesure de la forme du spectre en énergie de l’électron renseigne sur le spectre en énergie de l’antineutrino car ils partagent la même énergie de désintégration. Les propriétés quantiques des noyaux influent sur la forme des spectres en énergie de l’électron et de l’antineutrino. Les prédictions théoriques de ces formes de spectres particulières sont en désaccord. L’expérience e-Shape, illustrée sur la figure 1, fruit d’une collaboration internationale entre Subatech Nantes, IFIC Valencia et Univ. Of Surrey, propose à l’aide d’un nouveau détecteur de mesurer la forme de ces spectres en énergie.

Figure 1 : Détecteur e-Shape, composé de 2 télescopes identiques Silicium-Plastique. Dans l’encart figure la chambre à vide. Ce nouveau dispositif a été assemblé à Subatech, et le laboratoire a conçu et construit les composants mécaniques, électroniques et DAQ associés. Figure extraite de [2].

Ce nouveau dispositif a été assemblé à Subatech, et le laboratoire a conçu et construit les composants mécaniques, électroniques et DAQ associés [1]. Deux campagnes expérimentales ont été menées à l’université de Jyväskylä en 2022 et 2023. Nos premiers résultats, publiés dans une revue à grand impact [2] confirment les facteurs correctifs des spectres bêta d’un type de transition ( $\Delta J^{\pi}=0^{-}$ ) (figure 2), qui représentent environ 60% des transitions bêta dites interdites qui se passent dans le combustible d’un réacteur nucléaire. Ces transitions affectent directement les spectres des antineutrinos des réacteurs qui sont encore mal compris et auront des répercussions en astrophysique nucléaire. Ce premier article ouvre la voix à nos futurs résultats portant sur des prédictions de facteurs de forme très grands par certains modèles théoriques et qui font l’objet de la thèse de doctorat de S. Durand à Subatech.

Figure 2 : La forme du spectre bêta de deux des désintégrations les plus pertinentes pour la prédiction du spectre des antineutrinos du réacteur a été mesurée : $^{92}$ Rb, $^{142}$ Cs. Aucun écart significatif par rapport à la forme permise n'est mis en évidence pour ces deux transitions premières interdites $0^-$ , comme le prédisent les modèles. Figure extraite de [2].

[1] V. Guadilla et al., J. Inst. 19 (2024) P02027

[2] G. Alcala et al., Phys. Rev. Lett. 135 (2025) 142502