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Une usine à neutrinos prévue en Angleterre

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Ce projet pionnier, auquel le gouvernement britannique a alloué une enveloppe de 9,7 millions de livres Sterling (14 millions d'euros), a pour objectif de développer une technologie de pointe en vue d'étudier les caractéristiques des particules mystérieuses que sont les neutrinos et de construire un "démonstrateur" de technologie d'ingénierie unique en son genre au Rutherford Appleton Laboratory, situé dans l'Oxfordshire, au Royaume-Uni.

Logo du projet MICE

Baptisé MICE (pour "Muon Ionisation Cooling Experiment" - expérience de refroidissement par ionisation de muons), le projet réunit un panel international de 140 physiciens et ingénieurs originaires de Belgique, de France, d'Italie, des Pays-Bas, du Royaume-Uni, du Japon, de Russie, de Suisse et des Etats-Unis.

Comme on l'explique au Ministère britannique du Commerce et de l'Industrie (Department of Trade and Industry - DTI), les scientifiques savent déjà que les neutrinos se forment lorsqu'un muon - un élément fondamental en physique des particules - se désintègre, et que contrôler le débit de muons aura un impact direct sur la production de neutrinos. "Cette expérience sera la première étape de la construction d'une usine à neutrinos innovante, infrastructure futuriste qui permettra aux scientifiques d'explorer de nouveaux domaines fascinants de la physique que l'on méconnaît encore", expose-t-on au DTI.

Cette usine entièrement dédiée aux neutrinos devrait être construite au cours des cinq prochaines années.

Durant les 30 dernières années, les scientifiques ont utilisé le modèle standard de la physique des particules pour décrire les particules fondamentales et les forces en jeu dans la nature. Selon ce modèle, les neutrinos ont une masse nulle. Or, des observations récentes de neutrinos solaires ont établi que ces derniers oscillaient entre trois formes - électron, taus et muons - durant leur voyage du soleil vers la Terre. Comme ces oscillations ne peuvent se produire que si les neutrinos possèdent une masse, cela implique que le modèle standard est soit incomplet, soit erroné.

Le projet MICE va donc étudier le comportement des muons lorsqu'ils traversent des matériaux. "Les scientifiques apprendront de la sorte comment créer des grappes de muons possédant une énergie similaire et voyageant dans la même direction, et que l'on pourra ensuite accélérer et stocker dans l'usine à neutrinos dans le cadre du processus visant à explorer les caractéristiques des neutrinos avec une précision sans précédent, qui nous obligera à revoir notre compréhension de la structure de la nature et des forces qui en assurent la cohésion", a-t-on fait valoir au PPARC (Particle Physics and Astronomy Research Council - Conseil de la recherche en physique des particules et en astronomie), organisme qui cofinance le projet.

Le MICE nécessite un puissant faisceau de protons pour engendrer des muons et, après une recherche exhaustive, l'équipe internationale a décidé que le faisceau à muons de l'ISIS, au Rutherford Appleton Laboratory, constituait, en tant que source la plus puissante au monde, l'environnement le plus adéquat pour l'expérience.

"L'approbation du projet MICE au Royaume-Uni constitue un accomplissement remarquable de la part de nos collègues britanniques", déclare Alain Blondel, de l'université de Genève (Suisse), et porte-parole du groupe de chercheurs collaborant autour de l'expérience. "Cette approbation est une véritable percée et ouvre la possibilité de construction d'une usine à neutrinos durant la prochaine décennie. L'usine à neutrinos sera un outil de choix pour explorer les fascinantes propriétés physiques des neutrinos, ces particules infinitésimales dont est rempli l'univers. Les neutrinos pourraient permettre d'élucider le mystère de la disparition de l'antimatière d'un univers fait de pure énergie au moment du big-bang, disparition grâce à laquelle il a pu évoluer vers le monde riche et divers, constitué uniquement de matière, dans lequel nous vivons", a ajouté le professeur Blondel.

"Il s'agit d'une avancée majeure vers l'objectif consistant à démontrer que le refroidissement par ionisation fonctionne, et d'un pas essentiel sur la voie menant à la conception d'une usine à neutrinos, qui est l'un des projets d'avenir les plus excitants en physique des particules", a conclu Yoshitaka Kuno, de l'université d'Osaka (Japon), qui chapeaute l'équipe nippone. "MICE est un superbe exemple des avantages que présente une collaboration véritablement internationale sur des projets scientifiques de pointe."

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