Graphe des résultats 2019 de l'expérience STEREO
Zone d’exclusion tracée avec les dernières données STEREO.La région en rouge est rejetée par les mesures de l’expérience STEREO, avec un degré de certitude de 90%. Image Collaboration STEREO

STEREO resserre son étau sur l'hypothèse du 4ème neutrino

Physique des neutrinos

La collaboration STEREO, à laquelle sont associés le LPSC à Grenoble et le LAPP à Annecy, a présenté ses derniers résultats fin mars lors des Rencontres de Moriond. A ce jour, les mesures tendent à réfuter l’existence d’un 4ème neutrino dit stérile pour expliquer le déficit de neutrinos constaté auprès des réacteurs nucléaires. Et la probabilité qu’il en soit autrement se réduit comme une peau de chagrin. Actuellement STEREO a analysé quelques 65000 neutrinos sur une durée totale de 185 jours, et prévoit d'en traiter deux fois plus d’ici 2020, ce qui devrait suffire pour trancher définitivement la question.

Le détecteur STEREO est installé depuis fin 2016 à 10 m du cœur du réacteur de l'Institut Laue-Langevin (ILL) à Grenoble. Il mesure précisément les taux et les spectres d'énergie des neutrinos émis par le cœur dans 6 cellules de détection identiques. S'il existe un 4ème neutrino, il doit "osciller" avec les neutrinos standard, induisant un motif unique de distorsions spectrales d'une cellule à l'autre. Cependant, après analyse minutieuse, les spectres mesurés dans les 6 cellules du détecteur STEREO ont des formes compatibles. Ce résultat réduit considérablement le domaine d'existence du 4ème neutrino (Figure 1). En continuant à collecter des données, STEREO améliorera sa sensibilité et testera des zones avec des amplitudes d'oscillations encore plus faibles.

Résultats STEREO 2019
Figure 1: Zone d’exclusion tracée avec les dernières données STEREO dans le plan de l’amplitude d’oscillation vers un 4ème neutrino hypothétique (axe horizontal) et de la fréquence de cette oscillation correspondant à sa masse (axe vertical). Les courbes en noir délimitent les scénarios auparavant les plus probables, avec une étoile marquant le cas le plus vraisemblable. La région en rouge est rejetée par les mesures de l’expérience STEREO, avec un degré de certitude de 90%. La région en bleu représente la sensibilité théorique de réjection de l’expérience STEREO pour une précision statistique correspondant à 185 jours de données.

 

STEREO est une expérience Franco-Allemande conçue et exploitée par une équipe de scientifiques de l'Irfu à Saclay, de l'Institut Laue-Langevin à Grenoble, du Laboratoire de Physique des Particules d'Annecy (LAPP), du Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie de Grenoble (LPSC), et l'Institut für Kernphysik  Max-Planck à Heidelberg en Allemagne (MPIK).

 

Le LPSC et le LAPP ont réalisé la protection du détecteur vis à vis des bruits de fond (détecteur de muons, blindages en plomb et polyéthylène), l’électronique d’acquisition de données et le système d’étalonnage du détecteur. Les physiciens sont impliqués dans de nombreux secteurs de l’analyse dont la réponse en énergie du détecteur, l’extraction du signal neutrino, la prédiction du taux et du spectre des neutrinos et l’analyse statistique des mesures.

Contact

Fanny Farget
DAS Nucléaire et applications
Emmanuel Jullien
Chargé de communication