Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l'Univers

Les oscillations de neutrinos

Les neutrinos sont des particules élémentaires neutres, dont il existe trois sortes. En raison de leurs faibles interactions, la matière leur est pratiquement transparente et de grands détecteurs sont nécessaires pour les observer. Une de leurs particularités est qu’ils peuvent « osciller » en vol, d’une espèce vers une autre. Ces oscillations sont décrites par trois « angles de mélange », dont deux sont grands et ont déjà été mesurés. Le troisième paramètre (appelé ‘thêta un-trois’) est petit, compatible avec zéro, et sa meilleure estimation provient d’une expérience réalisée à Chooz, il y a une dizaine d’année. Le nouveau détecteur Double Chooz est le premier d’une nouvelle génération d’expériences qui cherchent à mesurer ce paramètre fondamental.

L’expérience Double Chooz

En 2003 Le CEA/Irfu et le CNRS/IN2P3 ont  lancer projet Double Chooz. Les deux instituts ont décidé de lancer en septembre 2006 la construction de l’expérience destinée à étudier les neutrinos, ces particules élémentaires produites en abondance dans les étoiles, l’atmosphère, et les coeurs des centrales nucléaires.

L’expérience Double Chooz comportera deux détecteurs identiques. Le premier d’entre eux, situé à une distance d’environ 1 km des réacteurs, a été construit entre 2008 et 2011 sous la coordination technique de l’Irfu. Il est actuellement en prise de données depuis le mois d’avril 2011. Un deuxième détecteur sera situé dans une cavité en creusement sur le site de la centrale de Chooz, à 400 m des cœurs.

Ces deux détecteurs utilisent des scintillateurs liquides spécialement mis au point pour cette expérience. La cible au centre du détecteur contient 10 m³ de scintillateur dopé au gadolinium pour identifier la capture des neutrons directement créés par l’interaction des neutrinos venant des réacteurs nucléaires (ce sont en fait des antineutrinos) La cible est observée par 390 photomultiplicateurs immergés qui traduisent les interactions en signaux électroniques.

Localisation: Centre National de Production d'éléctricité de CHOOZ (Ardennes)

Site Web : www.doublechooz.org 

Responsabilités scientifiques:

Coordination de l'analyse de données 'détecteur' (Thierry Lasserre)

Co-Coordination de l'analyse des données 'réacteur' (D. Lhuillier, M. Fallot - IN2P3)

Responsabilités techniques

Coordination technique de l'expérience (Ch. Veyssière)

L'expérience a été initiée à l'Irfu. Dans ce cadre, suite aux conclusions du CSTS datées du 10/03/2004, il est proposé à l'Irfu de prendre à sa charge une partie importante de la structure mécanique des deux détecteurs. Ses responsabilités se déclinent en lots de tâches.

• LOT 1 : Coordination technique de l'ensemble du projet

• LOT 2 : Etude, développement, réalisation et intégration sur site des enceintes Cible, Gamma Catcher et Buffer des détecteurs de l’expérience Double Chooz

• LOT 3 : Etudes, développement, réalisation, mise en œuvre du système de mesure de masse de liquide cible contenue dans les détecteurs 

• LOT 4 : Mise en œuvre et tests de compatibilité des matériaux (pour qualification et acceptance dans le détecteur) avec les liquides utilisés

• LOT 5 : Mise en place et coordination des salles blanches des laboratoires neutrinos

• LOT 6 : Rédaction des dossiers à fournir aux autorités de sureté nucléaires et préféctorales (ICPE, sources d'étalonnage, environnement)

A ces lots l'Irfu il faut ajouter un lot d'assistance à maitrise d’ouvrage en génie civil pour l’étude et la réalisation du laboratoire proche en cours d'excavation.

Contacts:

Thierry Lasserre

Christian Veyssière