L’expérience SuperNEMO ouvre grand les yeux sur la double désintégration Bêta

Collaboration Physique des neutrinos

Après plusieurs années d’une méticuleuse construction et plusieurs mois de réglages et de calibrage, l’expérience SuperNEMO, qui vise à étudier les propriétés de cette insaisissable particule qu’est le neutrino, a commencé mi-octobre 2025 sa prise de données officielle depuis le Laboratoire Souterrain de Modane, sous la montagne du Fréjus. À l’abri du rayonnement cosmique, un trajectographe et un calorimètre de nouvelle génération détecteront avec une précision exceptionnelle les particules émises par la double désintégration bêta d’une source de sélénium 82. Objectif : démontrer que le neutrino est sa propre antiparticule ou pas, une observation qui pourrait ouvrir la voie à de la nouvelle physique, au-delà du Modèle Standard. 

Top départ pour SuperNEMO. Depuis le Laboratoire Souterrain de Modane, sous 1700m de roches, cette expérience internationale coordonnée par l’IN2P3, part à la recherche d’un phénomène théorisé depuis les années 60 et connu sous le nom de « double désintégration bêta sans émission de neutrinos ».  Derrière cette expression alambiquée se cache un phénomène physique dont la mise en évidence pourrait bouleverser le Modèle Standard de la physique des particules, mais qui requiert toutefois quelques explications. 

Prenons les choses dans l’ordre : la désintégration bêta, tout d’abord, est un type de désintégration radioactive par laquelle un neutron dans un noyau atomique se convertit en proton en émettant une particule bêta (un électron ou son antiparticule, le positron) ainsi qu’un neutrino ou un antineutrino. Parfois, deux désintégrations bêta surviennent simultanément dans le même noyau : on parle alors de double désintégration bêta. Or, si le neutrino était identique à son antiparticule, ce que suggèrent certains modèles de physique, les deux désintégrations bêta simultanées pourraient dans certains cas aboutir à une double désintégration bêta sans émission de neutrinos (ββ0ν). Pour démontrer que le neutrino est identique à son antiparticule, une voie consiste donc à observer les produits de multiples doubles désintégrations bêta en espérant ne pas y trouver de neutrinos – c’est à cela que s’emploie SuperNEMO. 

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