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Comment tester l'hypothèse des neutrinos stériles ?

11/01/2012

Les neutrinos, particules évanescentes, sont une des plus grandes énigmes de la physique contemporaine. On en connaît trois types, mais il y a un an l’hypothèse d’un quatrième a surgit. Un groupe de physicien de l’Irfu à Saclay propose de tester cette hypothèse en détectant les neutrinos émis par les désintégrations d’une source radioactive de quelques grammes de cérium-144 installée au centre de grands détecteurs de neutrino comme KamLAND au Japon.

En janvier 2011, le groupe de physiciens l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers ( Irfu ) travaillant sur l'expérience Double-chooz, qui étudie les neutrinos issus de la centrale nucléaire de Chooz dans les Ardennes, a publié des résultats surprenants sur le flux d’antineutrinos produits par la fission de l’uranium et du plutonium dans les réacteurs de centrales nucléaires.

Leurs calculs montre un déficit de 6% du nombre de neutrinos observés par rapport aux prédictions. Une telle anomalie pourrait s’expliquer par l’existence d’une nouvelle particule, un quatrième neutrino, alors que les physiciens n’en ont pour le moment référencé que trois.Ce neutrino ne serait sensible qu’à la gravitation et échapperait donc aux détecteurs de neutrinos classiques. Pour cette raison il est appelé neutrino stérile.

On sait déjà que la masse du neutrino stérile doit être bien plus élevée que les trois autres.Une indication supplémentaire de l’existence de cette nouvelle particule, ainsi que de ses propriétés, pourrait se faire en plaçant une source radioactive de quelques grammes de cérium-144 au centre des grands détecteurs de neutrinos. Cette idée vient tout juste publiée par le groupe de l’Irfu dans dans Physical Review Letters.

Le groupe de l’Irfu vient d’ailleurs de s’associer avec les physiciens de l’Université de Tohoku (Japon) dans d’une étude de faisabilité avec le détecteur KamLAND.

 

Pour en savoir plus :

- L'information complète sur le site de l'Irfu.

- L'article dansPhysical Review Letters