Moyens d'investigation
Le détecteur Antarès a pour but d'exploiter un immense réseau photomultiplicateurs, installé à 2500m au fond de la Méditerranée pour atténuer le flux des gerbes atmosphériques. De plus, les photomultiplicateurs sont orientés vers le bas pour ne considérer que les muons montants qui constituent la signature certaine des interactions de neutrinos provenant des antipodes, car seules ces particules sont capables de traverser la terre.
La lumière Tcherenkov émise par les muons induits par des neutrinos de haute énergie est détectée par les photomultiplicateurs avec une précision en temps de l'ordre de la nanoseconde. La position des photomultiplicateurs est connue à chaque instant, à l'aide de balises acoustiques, de compas et d'inclinomètres, avec une précision de l'ordre de 10 cm. La corrélation temps-position de tous les photomultiplicateurs ayant détecté la lumière permets de reconstruire la direction du muon avec une précision de 0,2°.
Les deux installations sont acutuellement en place, les lignes seront immergées entre le début 2006 et la fin 2007 et connectées par un sous-marin à une boîte de jonction reliée à la côte par un câble électro-optique de 40 km de long.
Description technique
Antarès se compose de photodétecteurs qui se répartissent par groupe de trois le long de câbles ombilicaux de 450 mètres de haut, destinés au transport des signaux et de l’énergie. Chaque ligne est reliée à une boîte de jonction à partir de laquelle s’étire un câble électro-optique de 40 kilomètres qui aboutit à la station à terre de l’institut Michel Pacha, à La Seyne-sur-Mer. En outre, Antares constitue une infrastructure scientifique sous-marine multidisciplinaire permanente qui enregistre différentes données : océanographiques - incluant l’observation du milieu marin en mer profonde ainsi que les phénomènes de bioluminescence - et géophysiques. Ainsi un sismographe y enregistre les secousses de la planète depuis un an.
Différents instruments relatifs à l'expérience:
Photomultiplicateurs, balises acoustiques, microphones, compas, inclinomètres, LEDs, laser, courantomètre.
Vue schématique du développement d'un cône de lumière Tcherenkov dans l'eau.
Un module optique d'Antarès
Spécificités
Au total, 900 modules optiques répartis sur 12 lignes de 5 sections scruteront l’Univers d’ici à fin 2007, occupant une surface d’environ 200 m x 200 m au sol.
L'unité de base du détecteur est le module optique constitué d'un photomultiplicateur (Hamamatsu 10"), de différents appareillages sensibles et de l'électronique associée, tous ces éléments étant installés dans des sphères de verre résistant à la pression (250 bars). Les modules optiques se répartissent par groupe de 3 sur des étages espacés de 14,5 mètres (il y a 25 étages par ligne) et connectés entre eux par un câble électro-optique. Les modules optiques dans chaque étage pointent à 45
sous l'horizontale ce qui optimise la détection de la lumière produite par les muons montants. Chaque ligne est instrumentée avec plusieurs conteneurs électroniques contenant en particulier l'équipement acoustique de positionnement et le système de calibration. Au bas de chaque ligne les informations transitent sur des câbles électro-optiques qui sont connectés, à l'aide d'un sous-marin, vers une boîte de jonction. De cette boîte de jonction part le câble qui relie le détecteur à la côte.
