La découverte des oscillations de neutrinos, récompensée par le prix Nobel 2015, a établi que ces particules possèdent une masse non nulle, en contradiction avec le Modèle Standard (MS). Le groupe du DPhP est engagé dans plusieurs expériences d’oscillations de neutrinos afin de rechercher une différence entre l’oscillation des neutrinos et des antineutrinos, signe potentiel d’une violation de la symétrie CP. Une telle découverte pourrait expliquer l’asymétrie matière–antimatière dans l’Univers.
Le groupe travaille depuis 2008 sur l’expérience T2K au Japon, où il joue un rôle clé dans la mesure des oscillations, l’étude des interactions neutrino–noyau et la recherche de nouvelles particules neutres. En 2020, T2K a publié dans Nature la première observation d’une asymétrie entre neutrinos et antineutrinos, suggérant une violation CP potentiellement maximale. Pour renforcer ces résultats, T2K a mené d’importantes améliorations techniques : une mise à niveau de l’accélérateur et des détecteurs, dont le nouveau ND280 auquel le DPhP contribue avec la construction de deux nouvelles TPC utilisant la technologie Micromegas résistive.
Une nouvelle génération d’expériences à longue ligne de base, HyperKamiokande au Japon et DUNE aux États-Unis, est en construction. Elles permettront d’augmenter le nombre de neutrinos détectés d’un facteur >20 et viseront une confirmation à 5σ de la violation de CP, une mesure précise de l’ordre des masses, ainsi qu’une sensibilité accrue à la physique au-delà du MS. Ces progrès nécessiteront un contrôle systématique exceptionnel. En préparation, T2K développe de nouveaux détecteurs et stratégies d’analyse. Depuis 2019, le groupe du DPhP contribue aux études de sensibilité et aux modèles d’incertitudes systématiques. Par ailleurs, avec le DEDIP, il participe au développement du système de synchronisation d’HyperKamiokande, capable de coordonner plus de 20 000 canaux sur 150 m avec une précision d’environ 100 ps.
En 2026, le groupe compte 7 chercheurs permanents, 3 étudiants en thèse et un postdoctorant.
Contact : Samira Hassani