Motivation de l'expérience
L’objectif de l’expérience Stereo est la recherche d’une nouvelle particule: un neutrino stérile qui aurait une masse de l’ordre de 1 eV. L’existence d’une telle particule serait une évolution majeure du Modèle Standard, notre description actuelle des constituants élémentaires de la matière et de leur interaction. Sa découverte ouvrirait la voie à un nouveau pan de physique fondamentale à explorer, avec l’existence potentielle d’autres états de neutrinos stériles. Les neutrinos constituant le plus grand nombre de particules de matière dans l’univers, les conséquences de neutrinos stériles s’étendent en astrophysique (mécanisme d’explosion des étoiles et nucléosynthèse associée) et en cosmologie (formation des structures à grande échelle dans l’univers).
Un neutrino est dit stérile lorsqu'il ne couple pas à l'interaction faible. En-dehors des effets gravitationnels à très grande échelle, le seul moyen d'observation "directe" d'un neutrino stérile est alors sa participation au mécanisme d'oscillaton. Un phénomène déjà observé entre les trois saveurs connues de neutrinos (νe,νμ,ντ). Dans le cas du stérile, son mélange avec les autres neutrinos se traduirait par une nouvelle disparition, périodique en fonction de la distance de parcours, qui se supperposerait aux effets déjà connus (figure 1). Dans le cas des neutrinos émis par les réacteurs nucléaires, une telle disparition "anormale" a été récemment mise en évidence par des travaux menés à l'Irfu. Suite à une ré-évaluation des taux de neutrinos prédits, l'ensemble des valeurs mesurées entre 10 et 100 m se retrouve en net déficit par rapport à la prédiction (ligne pointillée rouge de la figure 1). L'interprétation de ce déficit comme une possible oscillation vers un neutrino stérile a lancé un programme de plusieurs expériences à travers le monde pour rechercher ce qui serait la signature indiscutable du neutrino stérile: un nouveau pattern d'oscillation (disparitions périodiques) à très courte distance d'une source intense de neutrinos. Stereo est l'une de ces expériences. Elle regroupe une collaboration du CEA-Irfu, des laboratoires CNRS-LPSC de Grenoble, CNRS-LAPP d'Annecy, de l'Institut Laue-Langevin de Grenoble et du Max-Planck Institut für Kernphysik de Heidelberg.
Articles de l'Irfu à l'origine de "l'anomalie réacteur":
