{"id":148,"date":"2024-03-11T19:19:09","date_gmt":"2024-03-11T18:19:09","guid":{"rendered":"https:\/\/epistemy-wordings.net\/?p=148"},"modified":"2024-03-11T19:19:34","modified_gmt":"2024-03-11T18:19:34","slug":"juno-construire-gros-pour-detecter-petit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/epistemy-wordings.net\/index.php\/fr\/2024\/03\/11\/juno-construire-gros-pour-detecter-petit\/","title":{"rendered":"JUNO – Construire gros pour d\u00e9tecter petit"},"content":{"rendered":"\n

Cet article est un article de d\u00e9monstration autour des neutrinos et de l’exp\u00e9rience JUNO<\/em><\/p>\n\n\n\n

Saviez-vous que, maintenant, vous \u00eates travers\u00e9s par de nombreuses particules ? En effet, il y a la radioactivit\u00e9 naturelle. En plus de la radioactivit\u00e9, il y a les neutrinos, plus \u00e9vasifs. Pour vous donner une id\u00e9e de leur niveau de discr\u00e9tion, sur des millions de milliards de neutrinos passant \u00e0 travers la Terre, seulement un interagira. Les neutrinos ont \u00e9t\u00e9 th\u00e9oris\u00e9s par Pauli en 1930 pour r\u00e9soudre un probl\u00e8me de disparition d’\u00e9nergie. En effet, une partie de l’\u00e9nergie issue de la d\u00e9croissance d’\u00e9l\u00e9ments radioactifs dispara\u00eet. Il doit y avoir une particule manquante ! Cependant, le neutrino est si \u00e9vasif qu’il n’a pu \u00eatre d\u00e9tect\u00e9 que 26 ans plus tard, gr\u00e2ce \u00e0 une meilleure technologie. Il a en effet \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9 en 1956 par Reines & Cowans, en utilisant un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire.<\/p>\n\n\n\n

Les neutrinos sont un genre de leptons, le type de particules des \u00e9lectrons, muons et particules tau. Il y a trois types de neutrinos et de leurs antiparticules associ\u00e9s – neutrinos \u00e9lectroniques, muoniques, et tau. Ces types sont appel\u00e9s “saveur”.<\/p>\n\n\n\n

Mais que peut nous raconter cette particule?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Cette question va de pair avec une autre – Comment sont g\u00e9n\u00e9r\u00e9s les neutrinos ? H\u00e9 bien, les neutrinos sont produits par la d\u00e9croissance de particules plus instables selon l’interaction faible. Donc, \u00e0 partir du moment o\u00f9 il a des particules instables, il y a des neutrinos. Cela inclut \u00e9galement la radioactivit\u00e9 !<\/p>\n\n\n\n

Les neutrinos proviennent d’environnements o\u00f9 des particules instables peuvent \u00eatre g\u00e9n\u00e9r\u00e9es et d\u00e9cro\u00eetre. Ces environnements sont g\u00e9n\u00e9ralement le th\u00e9\u00e2tre d’\u00e9v\u00e9nements de haute \u00e9nergie, comme des supernovas – L’effondrement d’\u00e9toiles massives – ou plus humblement de r\u00e9actions nucl\u00e9aires.<\/p>\n\n\n\n

Comme les neutrinos interagissent \u00e0 peine, les mesurer pourraient conduire \u00e0 sonder et d\u00e9tecter ces environnements. Une supernova appara\u00eet ? Un signal de neutrinos peuvent vous en tenir inform\u00e9. Comme les neutrinos sont moins r\u00e9actifs que la lumi\u00e8re elle-m\u00eame, ils arrivent avant la lumi\u00e8re, vous informant de l’\u00e9v\u00e9nement avant que vous ne puissiez le voir ! De m\u00eame, les neutrinos peuvent \u00eatre utilis\u00e9s pour sonder des environnements opaques, comme l’int\u00e9rieur de la terre ou du soleil.<\/p>\n\n\n\n

L’oscillation des neutrinos – D\u00e9fier le mod\u00e8le standard de la physique des particules<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00c0 un niveau plus fondamental, cette particule a une propri\u00e9t\u00e9 int\u00e9ressante, appel\u00e9e “oscillation des neutrinos”. Cette propri\u00e9t\u00e9 n’est pas permise par le mod\u00e8le standard de la physique des particules, le jeu de th\u00e9ories le plus complet d\u00e9crivant comment la mati\u00e8re interagit \u00e0 un niveau fondamental. Ce mod\u00e8le pr\u00e9dit un neutrino sans masse. Cependant, l’oscillation des neutrinos n’est possible que si les neutrinos ont des masses. Comme les saveurs, les neutrinos ont trois \u00e9tats de masse. Plus sp\u00e9cifiquement, l’oscillation des neutrinos n’est possible que si chaque saveur est compos\u00e9e d’un \u00e9tat superpos\u00e9 de diff\u00e9rentes masses.<\/p>\n\n\n\n

En voyageant \u00e0 travers la mati\u00e8re, le neutrino transite d’une saveur vers une autre. C’est comme avoir un crayon bleu qui devient rouge pour devenir vert.<\/p>\n\n\n\n

D’accord, mais s’ils interagissent peu, comment on les d\u00e9tecte ?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Pour faire court – On utilise beaucoup de mati\u00e8re !<\/p>\n\n\n\n

Les neutrinos interagissent \u00e0 travers l’interaction faible. Cette interaction est transmise par un boson neutre ou \u00e9lectriquement charg\u00e9. Un boson est une particule qui transmet des propri\u00e9t\u00e9s physiques, comme l’\u00e9nergie ou l’impulsion, mais \u00e9galement la charge \u00e9lectrique, d’un \u00e9metteur vers un r\u00e9cepteur.<\/p>\n\n\n\n

Ce boson peut chasser un noyau, provoquant son mouvement. Autrement, il peut le casser. Les particules filles vont pouvoir interagir avec l’environnement. De plus, avec l’aide de ce boson, les neutrinos (ou plus pr\u00e9cis\u00e9ment les anti-neutrinos \u00e9lectronique) peut employer un proc\u00e9d\u00e9 nomm\u00e9 d\u00e9croissance b\u00eata inverse, o\u00f9 ils se transforment en un positron et transmutent le proton en un neutron.<\/p>\n\n\n\n

Un exemple d’un programme d’observatoire de neutrinos ambitieux – JUNO<\/strong><\/p>\n\n\n\n

JUNO, pour Jiangmeng Underground Neutrino Observatory (Observatoire souterrain de neutrinos de Jiangmeng), est un tout nouveau complexe de recherches construit dans la province de Guandong, dans le sud de la Chine. Il devrait \u00eatre actif cette d\u00e9cennie, durant au moins six ans. Le noyau de JUNO est localis\u00e9 693 m\u00e8tres de roche pour le prot\u00e9ger des muons atmosph\u00e9riques.<\/p>\n\n\n\n

Le noyau de JUNO est une boule de scintillateur liquide d’\u00e0 peu pr\u00e8s 20 kilotonnes. Dans cette boule, le positron produit par d\u00e9croissance b\u00eata inverse s’annihilera avec un \u00e9lectron et produira une paire de photons. Le neutron induit sera captur\u00e9 par un autre atome, et lib\u00e8re \u00e9galement un photon dans le processus. Les photons \u00e9mis seront collect\u00e9s par un r\u00e9seau de photomultiplicateurs entourant la boule.<\/p>\n\n\n\n

L’objectif principal de JUNO est de donner une mesure de pr\u00e9cision des masses relatives des \u00e9tats de masse des neutrinos \u00e0 travers une mesure de l’oscillation des neutrinos. \u00c0 travers cette activit\u00e9, l’observatoire gardera un \u0153il sur d’autres sources de neutrinos, comme le Soleil, des supernovas, ou d’autres sources plus exotiques.<\/p>\n\n\n\n

Pour optimiser ses recherches, JUNO est localis\u00e9 \u00e0 exactement 53 kilom\u00e8tres de deux centrales nucl\u00e9aires. Cette distance est la meilleure pour obtenir un maximum d’oscillation. En effet, \u00e0 cette distance, la plupart des anti-neutrinos \u00e9lectroniques produits par les r\u00e9acteurs ont oscill\u00e9 vers une autre saveur.<\/p>\n\n\n\n

Une petite particule qui a beaucoup \u00e0 dire<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Pour r\u00e9sumer, cette “particule fant\u00f4me”, comme Pauli l’a nomm\u00e9e lui-m\u00eame, nous racontera les myst\u00e8res cach\u00e9s de la Terre et du Soleil, tout en nous tenant inform\u00e9s des \u00e9v\u00e9nements catastrophiques du Ciel, si nous sommes suffisamment gros pour l’\u00e9couter. Ses propri\u00e9t\u00e9s internes d\u00e9fient m\u00eame l’une des th\u00e9ories les plus robustes de la physique !<\/p>\n\n\n\n

Cette d\u00e9cennie, observez JUNO mais \u00e9galement d’autres d\u00e9tecteurs comme Hyper-Kamiokande, KM3NeT ou DUNE pour en apprendre plus sur ce messager de confiance !<\/p>\n\n\n\n

Dites-nous ce que vous pensez de cette charmante particule, ou si vous souhaitez explorer d’autres sujets en commentaire !<\/p>\n\n\n\n

Cet article a \u00e9t\u00e9 inspir\u00e9 par des connaissances acad\u00e9miques et l’article “JUNO Physics and Detector” r\u00e9dig\u00e9 par la collaboration JUNO, publi\u00e9 le 14 Mai 2021. Vous pouvez le trouver ici : https:\/\/arxiv.org\/abs\/2104.02565<\/a> (DOI\u00a0: https:\/\/doi.org\/10.48550\/arXiv.2104.02565<\/a>)<\/p>\n\n\n\n

Pour aller plus loin, je vous recommande ce manga plut\u00f4t mignon sur les Neutrinos publi\u00e9 en 2019 : https:\/\/www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp\/nucosmos\/en\/index.html<\/a><\/p>\n\n\n\n

Si vous souhaitez en apprendre plus sur la d\u00e9couverte du Neutrino, vous pouvez regarder cet article (The Reines-Cowans Experiment ~ Detecting the poltergeist, publi\u00e9 dans Los Alamos Science le 25 Novembre 1997)<\/p>\n\n\n\n

Jean-Baptiste Cogn\u00e9e<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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