Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique

Une dizaine de chercheurs et d’ingénieurs de l’IRFU sont impliqués dans ce programme qui a permis, pour la première fois, d’observer l'apparition de neutrinos électroniques dans le détecteur Super- Kamiokande, issus du faisceau de neutrinos muoniques produit  à 295 km de ce point à Tokai, suite à un phénomène quantique d’oscillation des neutrinos (changement de saveur) de faible amplitude.

Ces résultats, confirmés par la suite par les mesures complémentaires  très précises de « disparition » de neutrinos électroniques  (oscillation en un autre type de neutrino non détecté)  produits auprès des réacteurs nucléaires [5],  ouvrent des perspectives très intéressantes pour l’étude d’un paramètre relié à l’asymétrie de la matière et de l’antimatière dans l’Univers.

Les premiers résultats publiés de T2K [4] et récompensés par le prix La Recherche, résultent de l’analyse des données prises en 2010 et au début de 2011, jusqu’à l’arrêt brutal de l’expérience le 11 mars par le grand tremblement de terre au Japon. Un an plus tard, la moisson de données a repris de plus belle et T2K a exposé de nouveaux résultats  à la conférence ICHEP [6] en juillet 2012, basés sur deux fois plus de données, et qui confortent les premiers résultats.  Après un arrêt programmé durant l’été, une nouvelle prise de données a débuté le 18 octobre 2012.

L’expérience T2K a déjà fait l’objet de trois faits marquants à l’IRFU [7], que l’on peut consulter pour davantage de détails, concernant : les premiers résultats de T2K, le redémarrage de l’expérience un an après le grand tremblement de terre de 2011, et les résultats sur l’angle de mélange q₁₃ directement lié à l’amplitude d’oscillation des neutrinos muoniques en neutrinos électroniques, avec l’apport des nouvelles mesures précises de « disparition » des neutrinos produits auprès des réacteurs nucléaires. 

[1] Pour la 9^e édition consécutive, le magazine récompense des travaux de recherche remarquables, au carrefour des disciplines scientifiques et techniques. Plus de détails et les vidéos de remise des prix sont disponibles sur le site internet  http://www.leprixlarecherche.com/palmares-2012 et un article par catégorie du prix est consacré dans le numéro 469 de La Recherche (novembre 2012).

[2] La collaboration internationale T2K regroupe environ 500 physiciens de 62 institutions réparties dans 12 pays comme le Japon, des pays européens ou les États-Unis. Quatre laboratoires français participent à T2K : l’IRFU mais aussi du CNRS/IN2P3 : le  laboratoire de physique nucléaire et de hautes énergies - LPNHE (CNRS / Université  Pierre et Marie Curie et Université Denis Diderot), l’institut de physique nucléaire de Lyon - IPNL (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1), le laboratoire Leprince-Ringuet - LLR (CNRS, École Polytechnique).

[3] Site internet de l’expérience T2K : http://t2k-experiment.org

[4]”Indication of electron neutrino appearance from an accelerator-produced off axis muon neutrino beam”,   K. Abe et al. (T2K Collab.), Phys. Rev. Lett. 107, 041801 (2011) http://prl.aps.org/abstract/PRL/v107/i4/e041801   

[5] Y. Abe et al. (Double-Chooz Collab.), Phys. Rev. Lett. 108, 131801 (2012) ; F. P. An et al. (Daya Bay Collab.), Phys. Rev. Lett. 108, 171803 (2012) ; J. K. Ahn et al. (RENO Collab.), Phys. Rev. Lett. 108, 191802 (2012).

[6] Site internet de la conférence ICHEP 2012 : http://www.ichep2012.com.au/ et présentation des nouveaux résultats de T2K : http://indico.cern.ch/contributionDisplay.py?contribId=242&confId=181298

[7] Faits marquants de l’IRFU liés à l’expérience T2K: Des neutrinos en flagrant délit de métamorphose (17 juin 2011) ; Redémarrage de T2K, un an après Fukushima (24 avril 2012) ; θ13; un angle en haut de l’affiche (12 juillet 2012).