Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

Au SACM, les études sur les usines de neutrinos du type beta beams sont menées dans le cadre des 6^e et 7^e PCRD, en collaboration principalement avec l’IN2P3 et le Cern. Il s’agit d’utiliser la radioactivité beta des noyaux He⁶ ou Li⁸ comme source d’antineutrinos, et des noyaux Ne¹⁸ ou B⁸ comme source de neutrinos. Le grand avantage de ce type de sources est de produire uniquement des neutrinos de la saveur voulue avec un spectre en énergie connu et relativement étroit.

Après leur production et leur accélération, les noyaux beta radioactifs sont stockés dans un anneau de 7 km de circonférence, dont la conception revient au SACM, comportant deux longues sections droites alignées en direction du site du détecteur souterrain. À chaque révolution, une proportion bien définie des noyaux se désintègre, émettant des neutrinos dans la direction de leur propagation.

Les désintégrations ayant lieu dans l’une des sections droites produisent une impulsion courte de neutrinos dirigés vers le détecteur. Les noyaux résultants, Li⁶, Be⁸ ou F¹⁸, sont perdus dans l’anneau et constituent une source d’activation qu’il faut contrôler. Pour obtenir le flux de neutrinos nécessaire aux expériences, il faut accumuler un nombre suffisant de noyaux dans l’anneau de décroissance et compenser périodiquement leur désintégration en injectant de nouveaux noyaux. Ces processus sont à l’origine de pertes de faisceau qui doivent aussi être maîtrisées.