Séminaire: Astronomie et physique des neutrinos avec les observatoires sous-marins (ANTARES – KM3NeT/ORCA)

par Dr Antoine KOUCHNER (Laboratoire Astroparticule et Cosmologie APC - Paris)

vendredi 9 janv. 2015, 14:30 → 15:30 Europe/Paris

Amphi 125 (Dept.Phys.)

Messagers de l'infiniment petit, les neutrinos nous fournissent des indications précieuses sur les lois fondamentales de la physique. Messagers de l'infiniment grand, pouvant traverser des distances cosmologiques, ils sont aussi, notamment à haute énergie (>TeV), des témoins privilégiés des phénomènes astrophysiques cataclysmiques. C’est ce double défi que tentent de relever les télescopes à neutrinos, enfouis dans les abysses Méditerranéens (ANTARES) ou la glace du pôle sud (IceCube). Ces détecteurs consistent en une matrice 3D de photomultiplicateurs qui détectent la lumière Tcherenkov émise par les particules chargées produites lors de l’interaction de neutrinos aux alentours du détecteur. Après une brève introduction historique, je ferai le point sur le domaine de l’astronomie neutrino, en insistant sur les premières détections de signaux cosmiques obtenues récemment par IceCube, sur les possibles contraintes qui peuvent être placées sur ceux-ci par ANTARES, et sur l’excellent potentiel de son successeur KM3NeT qui devrait permettre la recherche de sources cosmiques, notamment galactiques, avec des neutrinos de toutes les saveurs. Je traiterai ensuite du potentiel des télescopes à neutrinos (projet KM3NeT/ORCA en Méditerranée) pour la détermination de la hiérarchie de masse à travers l’étude des neutrinos atmosphériques au GeV. Compte tenu de l'importance de cette mesure et des résultats encourageants obtenus à ce jour, la collaboration KM3NeT a décidé de consacrer une partie des fonds déjà disponibles à la construction d’un démonstrateur de 6-7 lignes, immergé au large de Toulon, pour valider le principe de détection à basse énergie. Le détecteur complet pourrait être achevé fin 2019, ouvrant alors la voie vers la première mesure de la hiérarchie de masse.