JUNO pourrait révolutionner la physique fondamentale
C’est une étape importante pour JUNO, le plus grand détecteur de neutrinos souterrain au monde. Après dix années de conception et de construction, l’expérience JUNO a commencé la prise de données le 26 août dernier, grâce à son détecteur central auquel des chercheuses et chercheurs belges ont contribué, avec le soutien du FNRS.
La collaboration internationale JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory), composée d’environ 700 chercheuses et chercheurs issus de 74 institutions, a effectué la mise en service du plus grand détecteur de neutrinos souterrain du monde. Situé à 700 mètres sous terre près de la ville de Jiangmen, dans la province du Guangdong, en Chine, JUNO détecte les antineutrinos produits à 53 kilomètres de distance par les centrales nucléaires de Taishan et Yangjiang et peut ainsi voir affluer un nombre record de neutrinos. Il est entièrement rempli de 20.000 tonnes de scintillateur liquide, un liquide spécial capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est traversé par une particule chargée.
« C’est un moment clé pour la collaboration JUNO et pour le groupe JUNO de l’ULB, a déclaré Barbara Clerbaux, professeure, Promotrice principale IISN FNRS et investigatrice principale du groupe JUNO de l’ULB. C’est gratifiant de voir nos expertises combinées converger dans un détecteur aussi remarquable, qui servira la communauté mondiale de la physique pendant des décennies. Ce grand détecteur est conçu pour collecter un échantillon inédit d’interactions de neutrinos provenant de diverses sources. Les neutrinos - particules neutres, extrêmement légères et très faiblement interactives - demeurent parmi les moins comprises en physique. JUNO réalisera des mesures cruciales afin d’améliorer notre compréhension de leurs propriétés et de répondre à des questions fondamentales en physique des particules et en astroparticules. De passionnantes découvertes nous attendent ».
La Belgique est membre de JUNO depuis 2015 via une équipe de l'ULB. Le FNRS a largement contribué au financement du détecteur en soutenant les chercheurs et chercheuses qui y travaillent. L’équipe de recherche belge, basée à l’IIHE (Institut Interuniversitaire des Hautes Énergies ULB-VUB), a pris la responsabilité du développement des cartes de traitement (Backend Cards, BEC) du système de lecture électronique, couvrant la conception, les tests, la production et l’installation. Il s’agit d’un élément essentiel, qui participe au système de déclenchement de l'expérience. Celui-ci permet d'identifier et d'enregistrer les signaux les plus intéressants.
L’équipe belge est également activement impliquée dans la préparation des analyses physiques, la mise en service et l’étalonnage du détecteur, ainsi que dans l’analyse des toutes premières données. Marta Colomer Molla, Chargée de recherches FNRS, et Amina Kathun (chercheuse postdoctorale), ainsi que des étudiantes et étudiants, jouent un rôle clé dans l’optimisation de la détection des neutrinos atmosphériques dans JUNO. Marta Colomer a la responsabilité importante de coordonner le groupe d’analyse des neutrinos atmosphériques. Le groupe participe également à la détection des neutrinos provenant de possibles supernovas à effondrement de cœur et contribue à un réseau international d’alerte. Enfin, l’équipe belge prend part à l’étalonnage du détecteur, en utilisant des signaux de référence issus de la radioactivité naturelle ainsi que des sources externes placées à l’intérieur du détecteur.
« C’est extraordinaire de voir maintenant le détecteur fonctionner et enregistrer des données de haute qualité ! Ce fut un moment palpitant d’observer les premiers muons cosmiques traverser le détecteur. Nous pouvons désormais contrôler ce bruit de fond et le maintenir à un taux stable. Nous avons aussi enregistré avec succès les premiers neutrinos issus des centrales nucléaires, avec leurs signaux caractéristiques - prompts et retardés - qui seront essentiels pour l’étude des phénomènes d’oscillation des neutrinos », explique Marta Colomer.
« JUNO n’est pas seulement un détecteur de neutrinos de réacteurs, mais un véritable observatoire de neutrinos qui pourrait révolutionner à la fois la physique fondamentale et notre compréhension de l’Univers et de la Terre », conclut Barbara Clerbaux.
Stéphanie Tuetey (article basé sur le communiqué de presse de l’ULB)
Juno construction 2024 (c) JUNO Collaboration
The JUNO detector seen from outside (c) JUNO Collaboration
The central acrylic sphere and PMTs (c) JUNO Collaboration
