Dans une expérience collaborative connue sous le nom d’observation des neutrinos de Sudbury (SNO+), une équipe internationale de scientifiques a fait une percée importante dans la détection des neutrinos. Ils ont détecté des particules subatomiques, appelées antineutrinos, en utilisant de l’eau pure.
Les scientifiques ont eu du mal à détecter les neutrinos et les antineutrinos en raison de leurs rares interactions avec d’autres matières et parce qu’ils ne peuvent pas être protégés, ce qui signifie qu’ils peuvent traverser n’importe quoi. Les neutrinos et les antineutrinos sont de minuscules particules subatomiques qui sont les plus répandues dans l’univers et sont considérées comme les éléments constitutifs fondamentaux de la matière. Pourtant, cela ne signifie pas qu’ils sont radioactifs ou dangereux. Chaque seconde, plus de 100 billions de neutrinos traversent silencieusement notre corps.
Ces caractéristiques, cependant, rendent également ces particules insaisissables utiles pour comprendre une variété de phénomènes physiques, comme la création de l’univers et l’étude d’objets célestes lointains.
Alors que les réactions à haute énergie comme les réactions nucléaires dans les étoiles produisent généralement des neutrinos. D’autre part, les protons et d’autres particules entrent en collision et libèrent des neutrinos comme sous-produit, les antineutrinos. Les antineutrinos sont généralement produits artificiellement.
Joshua Klein, professeur à terme Edmund J. et Louise W. Kahn à la School of Arts & Sciences, a déclaré : “Ainsi, la surveillance des réacteurs en mesurant leurs antineutrinos nous indique s’ils sont allumés ou éteints et peut-être même quel combustible nucléaire ils brûlent.”
Klein explique ce un réacteur dans un pays étranger pourrait donc être surveillé pour voir si ce pays est en train de passer d’un réacteur de production d’électricité à un réacteur produisant des matériaux de qualité militaire. Compléter l’évaluation avec de l’eau seule signifie qu’un ensemble de grands réacteurs peu coûteux pourraient être construits pour s’assurer qu’un pays respecte ses engagements dans un traité sur les armes nucléaires; par exemple, c’est une poignée pour assurer la non-prolifération atomique.
“Les antineutrinos des réacteurs ont une énergie très faible, et donc un détecteur doit être très clair même à l’état de traces de radioactivité. De plus, le détecteur doit être capable de « déclencher » à un seuil suffisamment bas pour que les événements puissent être détectés. »
« Pour un réacteur aussi éloigné que 240 km, il est particulièrement important de contenir au moins 1 000 tonnes d’eau. SNO+ a satisfait à tous ces critères.
Klein remercie ses anciens stagiaires Tanner Kaptanglu et Logan Lebanowski d’avoir dirigé cet effort. Alors que l’idée de cette mesure faisait partie de la thèse de doctorat de Kaptanglu, Lebanowski, un ancien chercheur postdoctoral, a supervisé l’opération.
“Avec notre groupe d’instrumentation ici, nous avons conçu et construit toute l’électronique d’acquisition de données et développé le système de ‘déclenchement’ du détecteur, qui a permis à SNO+ d’avoir un seuil d’énergie suffisamment bas pour détecter les antineutrinos du réacteur.”
Référence de la revue :
- A. Allega et al. Preuve d’antineutrinos provenant de réacteurs distants utilisant de l’eau pure à SNO+. Lettres d’examen physique. EST CE QUE JE: 10.1103/PhysRevLett.130.091801
