CEA : Lancement de l’expérience « Double Chooz »

Deux détecteurs identiques seront placés près de la centrale nucléaire de Chooz (Ardennes), à des distances différentes des réacteurs. L’expérience permettra de mesurer avec précision la dernière propriété, encore mal connue des neutrinos : l’oscillation.

Les neutrinos sont des particules élémentaires qui interagissent très faiblement avec la matière : au plus un de ces neutrinos sur dix milliards s’arrête à la traversée de notre planète. Il en existe trois types différents et ils sont capables de changer de type grâce à une propriété quantique très particulière appelée « oscillation ». Trois paramètres (nommés ‘angles de mélange’ car ils caractérisent les proportions de mélange entre les types de neutrinos) interviennent dans les équations gouvernant la fréquence de ces oscillations. Deux de ces paramètres ont déjà été mesurés.

Une première expérience Chooz, qui s’est déroulée sur le site de la centrale nucléaire entre 1997 et 1999, a montré que les oscillations correspondant au troisième et dernier paramètre sont rares et que sa valeur est donc faible. Cependant, sa mesure est importante, d’une part pour compléter le modèle standard de la physique des particules, d’autre part pour la préparation des prochaines expériences visant à comprendre l’origine de l’asymétrie entre matière et antimatière dans l’Univers. Cinq prix Nobel de physique sont déjà venus couronner les découvertes associées aux neutrinos.

Depuis 2003, une collaboration internationale(4), à l’initiative des groupes français du CEA/Dapnia et du CNRS/IN2P3, étudie une nouvelle expérience, appelée Double Chooz, qui réutilise le site de la précédente dans les Ardennes françaises. La contribution française porte sur la mécanique du détecteur, la numérisation des signaux, l’acquisition des données, la construction d’infrastructures ainsi que la coordination technique de l’ensemble du projet.

L’expérience réutilisera le laboratoire souterrain situé à 1,05 km des cœurs de la centrale, construit par EDF pour la première expérience faite à Chooz. EDF apporte un important soutien par le prêt du site et d’installations existantes, tout en donnant accès aux données nécessaires. L’installation débutera en 2007 avec un premier détecteur « lointain » situé à l’emplacement du précédent dispositif expérimental.

En 2009 un détecteur identique, « proche », sera construit à 280 m des cœurs des centrales, dans un nouveau laboratoire neutrino, au fond d’un puits de 45 m qui sera excavé. La comparaison précise des flux de neutrinos à deux distances différentes des cœurs de la centrale permettra de réduire considérablement les incertitudes de mesure. Dès 2008, et pour plusieurs années, cette expérience sera la plus performante dans ce champ de recherche.

La pose de la première pierre du bâtiment de l’expérience aura lieu à l’automne 2006, en présence des autorités locales qui soutiennent activement ce projet.

Notes :
1) CEA Dapnia : Laboratoire de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers
2) CNRS IN2P3 : Institut national de physique nucléaire et de physique des particules
3) Les neutrinos sont un sous-produit connu des réactions nucléaires bêta. Ils sont aussi produits dans les étoiles, l’atmosphère, la croûte et le manteau terrestre, ainsi que dans le corps humain, la source la plus abondante étant le Soleil.
4) comprenant 26 instituts d’Allemagne, d’Espagne, des États-Unis, de France, du Royaume-Uni et de Russie