Le LPSC en lutte contre le projet de Loi de Programmation Pluriannuelle de la Recherche (LPPR)

Les membres du personnel du Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC) déclarent le laboratoire en lutte et appellent à la grève contre le projet de Loi de Programmation Pluriannuelle de la Recherche (LPPR). Ce projet va avoir comme conséquences directes d’institutionnaliser la précarité des travailleurs et des travailleuses de la recherche, et fragilisera encore un peu plus la recherche publique française.

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STEREO met la pression sur l'existence d'un 4ème neutrino

L’expérience STEREO a présenté ses premiers résultats de physique lors des 53èmes Rencontres de Moriond[i]. Une grande partie de l’espace des paramètres autorisé pour une oscillation vers un hypothétique 4^ème neutrino est maintenant exclu.

Alors qu’ils sont parmi les particules les plus abondantes de l’univers, les neutrinos sont connus pour être des particules élémentaires extrêmement difficiles à détecter. Ils prennent naissance au cœur des étoiles ou au sein des phénomènes les plus violents de notre univers, mais peuvent aussi être produits par des accélérateurs de particules ou, comme dans le cas de l’expérience STEREO, dans les réactions au cœur des réacteurs nucléaires. Les neutrinos ne possèdent pas de charge électrique et n’interagissent que très faiblement avec la matière. Aujourd’hui nous en connaissons 3 types ou saveurs : le neutrino électronique, le neutrino muonique et le neutrino tauique. Une étonnante découverte, faite il y a 20 ans, a montré que les neutrinos pouvaient changer de saveur, c’est à dire se transformer d’une saveur à l’autre lors de leur propagation. Ce phénomène, appelé « oscillation de neutrinos » a été récompensé par le prix Nobel de Physique en 2015.

Existe-t-il plus de 3 types de neutrinos ? L’engouement autour de cette question a connu un nouvel élan en 2011, lorsque des chercheurs[ii] remarquèrent que deux séries de résultats expérimentaux jusque là inexpliqués pouvaient être interprétés par la transformation des neutrinos vers un 4^ème type de neutrino encore jamais observé. Ce neutrino, dit “stérile” pour qualifier son caractère indétectable, aurait une masse autour de l’eV, bien plus importante que celle des trois autres neutrinos déjà connus et sa découverte serait une avancée majeure en physique des particules. Plusieurs expériences, dont STEREO, se sont engagées dans cette course au neutrino stérile afin de confirmer ou d’infirmer l’hypothèse d’un 4^ème neutrino.

STEREO est une expérience franco-allemande observant les neutrinos issus du cœur du réacteur nucléaire de recherche de l’Institut Laue-Langevin à Grenoble. L’expérience a été conçue et mise en oeuvre par les groupes de recherche et les services techniques de l’Irfu-CEA de Saclay, de l’Institut Laue-Langevin (ILL), du Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules (LAPP), du Laboratoire de Physique Subatomique et Cosmologie (LPSC) de Grenoble et du Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) de Heidelberg, Allemagne. Les prises de données sont en cours depuis plus de 18 mois

Figure: Sont montrées les valeurs possibles des paramètres d’oscillation vers un 4^ème neutrino et les valeurs maintenant exclues par les résultats de l’expérience STEREO. L’axe vertical correspond à la masse et à la fréquence d’oscillation vers un tel neutrino et l’axe horizontal à son amplitude. Les courbes en noir délimitent les scénarios auparavant les plus probables, avec une étoile marquant le cas le plus vraisemblable. Les régions en rouge et vert sont rejetées par les mesures de l’expérience STEREO, avec différents degrés de certitude (95% et 90%). La région en bleue représente la sensibilité théorique de rejection de l’expérience STEREO pour une précision statistique correspondant à 66 jours de données

Les premiers résultats de l’expérience STEREO présentés lors des Rencontres de Moriond excluent une partie significative de l’espace des paramètres attendu pour l’existence d’un hypothétique 4^ème neutrino (voir Figure), mais la quête mondiale au neutrino stérile ne s’arrête pas pour autant là. La collaboration STEREO se prépare en effet à accumuler 4 fois plus de données d’ici la fin de l’année 2019, ce qui permettra, conjointement avec les résultats d’autres projets concurrents mais complémentaires actuellement en cours, d’apporter un éclairage nouveau sur cet hypothétique 4^ème neutrino. Grâce aux caractéristiques du cœur du réacteur de l’ILL, hautement enrichi en ²³⁵U, l’expérience STEREO pourra aussi fournir de nouvelles mesures du spectre des neutrinos émis par la fission de cet isotope, très importantes pour l’ensemble des expériences neutrino auprès des réacteurs.

Les services techniques et le groupe de physique Neutrino du Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ont été particulièrement impliqués dans cette expérience. Le LPSC a été chargé de la réalisation du détecteur veto de muons cosmiques, des blindages neutrons et magnétique, de l'ensemble de l’électronique d’acquisition de données et du système d’étalonnage du détecteur avec LED. Du fait de sa proximité avec le site expérimental, le LPSC a assuré la coordination de l'intégration de l'expérience sur le site de l'ILL et de la prise de données qui a démarré en octobre 2016. Les physiciens du LPSC ont eu une contribution majeure dans l’analyse des données de la première campagne de mesure (octobre 2017 à mars 2107) et poursuivent maintenant leurs efforts avec l’exploitation des données de la 2^ème campagne de mesure qui vient de démarrer en mars 2018 après l'arrêt prolongé du réacteur de l'ILL.

[i] 53rd Rencontres de Moriond Electroweak session https://indico.in2p3.fr/event/16579/

[ii] G. Mention et al, Phys. Rev. D83 (2011) 073006.

Des détecteurs en route pour l’Observatoire Pierre Auger, en Argentine.

Le projet AugerPrime est destiné à améliorer les performances de l'observatoire de rayons cosmiques Pierre Auger, une Infrastructure de Recherche internationale qui déploie son réseau de 1660 détecteurs autonomes sur 3000 km2 dans la pampa argentine.  La collaboration internationale qui a conçu, construit et exploite l'Observatoire prévoit le déploiement de plusieurs centaines de détecteurs à scintillations dont la réalisation est répartie entre 6 laboratoires européens. Le LPSC a la charge de l’assemblage et du test de 90 de ces détecteurs.

Les 45 premiers réalisés et validés en 2018 s'apprêtent à être expédiés en Argentine. Ils vont être chargés dans un container pour être acheminés par voies maritimes et routières jusqu’à Malargüe, ville voisine de l'Observatoire et hôte du laboratoire local. Le prochaine expédition aura lieu à la rentrée 2019.  Chaque scintillateur sera installé sur un détecteur Cherenkov à eau qui constitue le réseau de détection au sol, complétant ainsi la caractérisation  des grandes gerbes atmosphériques produites par les rayons cosmiques d'ultra haute énergie.

 Pour en savoir plus

Une nouvelle machine de métrologie pour la construction du détecteur ATLAS-ITk

Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) vient d'être installée dans la nouvelle salle blanche du groupe ATLAS au LPSC.
Cette machine à commande numérique de grande vitesse et de haute précision permettra une mesure précise des assemblages de modules à pixels du futur détecteur ITk de l'expérience ATLAS au CERN.

Lors de la phase à haute luminosité du LHC qui doit commencer en 2026, la plus grande intensite des collisions entrainera une plus grande densité de traces à mesurer, et un plus grand taux de radiations auquel résister. Il faudra donc procéder au remplacement complet du trajectographe d'ATLAS.

Formation à l'utilisation de la MMT sur un prototype d'échelle d'ITk

Dans le cadre d'une collaboration avec les laboratoires de l'IN2P3 CPPM et LAPP, le LPSC va procéder à l'assemblage d'un millier de modules de capteurs à pixels sur leur support mécanique, de 2021 à 2023. Ces modules devront être placés avec une précision de 0.05 mm, soit l'épaisseur d'un cheveu.

Contact : Elisabeth Petit, Ludovic Eraud