Anastasiia Zolotarova (crédit : IJCLab)
L’European Research Council (Conseil européen de la recherche) vient d’annoncer les noms des lauréats de la bourse « Starting Grant ». Cette édition 2022 récompense notamment 3 chercheurs du CEA pour leurs travaux dans les domaines des neurosciences, de la physique des particules et de la physique de la matière. Anastasiia Zolotarova est porteuse du projet TINY (Two Isotopes for Neutrinoless double beta decaY search) à l'Irfu. Ce projet consiste à développer des détecteurs bolométriques à haute résolution pour réaliser une expérience visant à trouver les effets de la nouvelle physique au-delà du modèle standard de la physique des particules.
Ce projet de recherche étudiera les propriétés des neutrinos, dont on sait qu'elles ne correspondent pas aux prédictions du modèle standard. Les oscillations des neutrinos ont en effet confirmé qu'ils ont une masse, alors que le modèle standard prédit qu'ils sont sans masse. Les physiciens cherchent ainsi à mettre en défaut ce modèle standard parce qu’il existe encore beaucoup d’interrogations et de zones d’ombre : pourquoi il n’y a pas autant d’antimatière que de matière ? Pourquoi le neutrino est une particule un peu spéciale par rapport aux autres particules de matières comme ses cousins les leptons et les quarks ?
Ses travaux de recherche portent sur la double désintégration bêta sans émission de neutrino (0νββ), une décroissance radioactive interdite par le modèle standard de la physique des particules qui, si elle était mise en évidence, conduirait à une nouvelle physique.
Pour tenter de la découvrir, les chercheurs observent la double désintégration bêta et scrutent la composante à haute énergie des 2 électrons émis (par désintégration double bêta) afin de traquer un éventuel excès d'événements caractéristique d'un signal de 0νββ.
La difficulté expérimentale de ce type de mesure tient à la maîtrise des bruits de fond susceptibles d'être confondus avec un hypothétique signal 0νββ. De plus, l'existence de la décroissance 0νββ devra être démontrée pour 2 isotopes différents.
Dans ce contexte, TINY ciblera deux « nouveaux » isotopes, 96Zr et 150Nd, dont les propriétés physiques laissent espérer une plus grande sensibilité au processus 0νββ que dans les expériences en cours. Il faut, pour cela, développer de nouvelles technologies permettant d'élaborer des détecteurs bolométriques à haute résolution énergétique et à identification de particules. Ces détecteurs équiperont l'expérience pilote de TINY qui sera installée dans un laboratoire souterrain. Ce démonstrateur à l'échelle de quelques kg permettra de fixer les meilleures limites mondiales de la double désintégration bêta sans émission de neutrino pour 2 isotopes différents.
