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ICARUS se prépare pour une nouvelle chasse aux neutrinos

Le détecteur ICARUS est en cours de rénovation au CERN avant de s’envoler vers les Etats-Unis pour partir en quête des neutrinos stériles

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ICARUS se prépare pour une nouvelle chasse aux neutrinos

Le détecteur ICARUS en cours de rénovation dans une salle blanche du CERN. (Image : Max Brice/CERN)

“Rien ne se perd, tout se transforme”. Cette maxime trouve aussi des illustrations avec les équipements de physique des particules qui sont réutilisés pour plusieurs projets. C’est le cas d’ICARUS, un énorme détecteur de neutrinos, rénové en ce moment au CERN.

ICARUS a été utilisé de 2010 à 2014 au Laboratoire du Gran Sasso de l'INFN en Italie pour étudier les oscillations de neutrinos à partir d'un faisceau de neutrinos produit au CERN (Neutrinos du CERN vers le Gran Sasso). Le détecteur  de 4 mètres de haut et de 20 mètre de long est arrivé au CERN il y a 16 mois et fait l’objet d’une rénovation complète avant d’être envoyé aux Etats-Unis pour y commencer une nouvelle vie. Là, le Fermilab près de Chicago l’intégrera à son programme neutrino courte distance (SBN), consacré à l'étude des neutrinos stériles.

Les neutrinos stériles sont une sorte hypothétique de neutrinos. Ils sont ainsi appelés car ils n'interagiraient pas de la même manière avec les autres particules que les trois autres sortes de neutrinos connues. Les neutrinos stériles n’interagiraient que via la gravité alors que les trois sortes connues interagissent également via la force faible.

La rénovation d’ICARUS, conduite en collaboration avec l'INFN et le Fermilab, est un volet du projet de plateforme neutrino du CERN (CENF), lancé en 2014, conformément aux recommandations de la Stratégie européenne pour la physique des particules. 

Le détecteur ICARUS est une énorme boite remplie d’argon liquide soumise à un champ électrique intense. Lorsqu'une particule énergétique traverse le détecteur, une cascade d’électrons est créée. Les électrons dérivent vers les côtés des détecteurs où ils sont détectés. En combinant la position de ces électrons avec leur durée de dérive, il est possible de reconstituer une image en trois dimensions de l’événement.

La campagne de rénovation comprend le remplacement de nombreux composants de ce détecteur ainsi que la construction d’un cryostat flambant neuf en aluminium. 

ICARUS,Experiments and Tracks
La soudure des panneaux qui constituent le cryostat est extrêmement délicate et doit être réalisée à plat. Pour y parvenir, l’équipe du CERN doit faire pivoter l’ensemble du cryostat pré-assemblé, comme sur une broche géante. À la fin du processus, qui prendra plusieurs mois, le cryostat sera prêt à accueillir le détecteur. (video: Maximilien Brice/CERN)

Quand le cryostat sera prêt, il faudra le sortir du bâtiment où il se trouve actuellement, l’amener en face de la salle blanche abritant le détecteur, et assembler les deux parties. Les travaux devraient durer au moins jusqu’à fin 2016. Début 2017, un convoi exceptionnel transportera ICARUS jusqu'au Fermilab, où il commencera une nouvelle aventure.

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