La plateforme neutrinos du CERN abrite un prototype de l’expérience neutrino souterraine profonde (DUNE), connu sous le nom de ProtoDUNE, conçu pour tester et valider les technologies qui seront appliquées à la construction de l’expérience DUNE aux États-Unis.
Récemment, ProtoDUNE est entrée dans une étape charnière : le remplissage d’un de ses deux détecteurs de particules à l’argon liquide. Le remplissage d’un tel détecteur prend près de deux mois, car la chambre est gigantesque – presque la taille d’un bâtiment de trois étages. Le deuxième détecteur de ProtoDUNE sera mis en service à l’automne.
ProtoDUNE utilisera le faisceau de protons du Super Synchrotron à Protons pour tester la détection de particules chargées. Ce détecteur rempli d’argon sera crucial pour tester la réponse du détecteur pour la prochaine ère de recherche sur les neutrinos. L’argon liquide est utilisé dans DUNE en raison de sa nature inerte, qui fournit un environnement propre pour des mesures précises.
Lorsqu’un neutrino interagit avec l’argon, il produit des particules chargées qui ionisent les atomes, permettant ainsi aux scientifiques de détecter et d’étudier les interactions des neutrinos. De plus, la densité de l’argon liquide et le rendement élevé de la lumière de scintillation améliorent la détection de ces interactions, ce qui en fait un milieu idéal pour les expériences sur les neutrinos.
Crédit : CERN
Il est intéressant de noter que l’intérieur du détecteur partiellement rempli apparaît désormais vert au lieu de sa couleur dorée habituelle. En effet, lorsque la lumière LED ordinaire est réfléchie à l’intérieur du cryostat métallique, la lumière traverse l’argon liquide et la longueur d’onde des photons est décalée, produisant un effet vert visible.
Le détecteur lointain DUNE, qui sera environ 20 fois plus grand que le protoDUNE, est en cours de construction aux États-Unis. DUNE enverra un faisceau de neutrinos depuis le Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) près de Chicago, dans l’Illinois, sur une distance de plus de 1 300 kilomètres à travers la Terre vers des détecteurs de neutrinos situés à 1,5 km sous terre au Sanford Underground Research Facility (SURF) à Sanford, Dakota du Sud.