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L’École polytechnique à l’assaut de la cosmologie

Une équipe de chercheurs du Laboratoire Leprince Ringuet de Polytechnique, en co-tutelle avec l’IN2P3-CNRS, vient de rejoindre la célèbre expérience Super-Kamiokande au Japon, qui a notamment permis la découverte de l’oscillation des neutrinos et dont les porteurs, Takaaki Kajita et Arthur B. McDonald, ont obtenu le prix Nobel de physique 2015.

Etudier les neutrinos venant du cosmos, tel est le prochain objectif de la collaboration Super-Kamiokande qu’une équipe du Laboratoire Leprince Ringuet de l’X (LLR) vient de rejoindre. Unique équipe française à participer à cette expérience, les physiciens de Polytechnique travailleront à étudier les antineutrinos produits lors d’explosion de supernova.

Afin de pouvoir détecter ces antineutrinos, il est nécessaire d’ajouter dans la cuve d’eau très pure de 50 000 tonnes qu’est le détecteur Super Kamiokande 250 tonnes d’un composant chimique – le gadolinium – qui, par dissolution, permettra de détecter les antineutrinos de très basse énergie en provenance du cosmos.

Cette étude permettra notamment de vérifier la théorie du Big Bang mais également de remonter jusqu’à l’origine des explosions de supernova et de la création de trous noirs.
En participant à cette expérience inédite, l’équipe du LLR, dirigée par Michel Gonin, chercheur au Laboratoire Leprince–Ringuet et professeur de physique à l’École polytechnique, investira de nouveaux champs dans l’étude de la cosmologie.

Les oscillations des neutrinos, prix Nobel de physique en 2015
En 2015, le prix Nobel de physique a été attribué à deux scientifiques, le Japonais Takaaki Kajita et le Canadien Arthur B. McDonald, pour avoir mis en évidence le phénomène d’oscillation quantique des neutrinos, une particule élémentaire de matière qui apparaît dans les réactions nucléaires et les phénomènes de radioactivité.
Cette découverte a été définitivement confirmée en 2011 par la mise en évidence du mécanisme d’apparition dans l’expérience « T2K » (Tokaï to Kamioka) au Japon à laquelle participe la même équipe de chercheurs du l’École polytechnique/CNRS.