NEMO3
Double désintégration bêta sans neutrino
L’expérience NEMO3, installée au Laboratoire Souterrain de Modane (LSM), vise à observer la double désintégration bêta sans émission de neutrino à un niveau de sensibilité de 1024-25 années. La mise en évidence expérimentale de l’existence de ce processus violant la conservation du nombre leptonique prouverait la nature de Majorana du neutrino et conduirait éventuellement à des interprétations théoriques qui dépassent le cadre du Modèle Standard des particules élémentaires : échange de neutrino de Majorana massif, couplage V+A, émission de Majoron, supersymétrie. Sur la période 2007-2009, le groupe a participé principalement à deux activités : l’analyse des données de l’expérience afin d’étudier les signaux de la double désintégration du 150Nd et du 82Se, ainsi que la prise en charge du suivi quotidien des données de calibrage laser du calorimètre. Le travail d’analyse de données a été conduit dans le cadre d’une thèse, soutenue en septembre 2008. Une autre composante de ce travail a consisté à rechercher des signatures de la contamination du détecteur par le 212Bi, isotope parent d’un des radio-isotopes les plus compromettants dans l’expérience : le 208Tl. En particulier, on a recherché des topologies signant la cascade β−α retardé du 212Bi-212Po sur et dans les sources, mais également dans la chambre à fils et sur les surfaces des scintillateurs. Ces études, tant sur les processus (ββ0ν) et (ββ2ν) que sur les fonds induits par le 212Bi, intéressent tout particulièrement la phase de R&D du projet SuperNEMO (voir ci-après). Le groupe NEMO du LPC a développé un ensemble complet de bibliothèques logicielles pour l’analyse des données. Cet outil continue d’être développé et utilisé dans le cadre d’une nouvelle thèse au LPC consacrée à l’analyse du processus (ββ0ν) vers les états excités du noyau fils et d’une thèse réalisée dans un laboratoire partenaire.
Le projet SuperNEMO
Le projet SuperNEMO a pour objectif de réaliser la mesure du processus (ββ0ν) à la sensibilité de 1026 années dans les 10 prochaines années, en extrapolant de plus d’un ordre de grandeur l’expérience NEMO3. Un programme de R&D validé par le Conseil Scientifique de l’IN2P3 en mars 2005, est en cours d’achèvement afin de déterminer la faisabilité et les caractéristiques de cette future grande expérience. Le groupe du LPC est engagé dans ce projet sur deux programmes : le détecteur BiPo et le développement de l’électronique front-end du calorimètre de SuperNEMO. Depuis 2006, dans le cadre d’un programme ANR, le groupe est investi dans la mise en œuvre de deux détecteurs prototypes dont l’objectif est d’étudier la capacité à mesurer des contaminations des sources ββ en 208Tl et 214Bi à des niveaux de sensibilité (quelques mBq/kg) au delà des moyens de détection usuels dans ce domaine (détecteur Germanium haute-pureté). Sur le plan des résultats de Physique, la première phase de ce programme de R&D a permis de valider la technique de mesure basée sur la détection du 212Bi par des cascades bêta-alpha à partir de sources fines de contamination connues. Le LPC participe également à la réalisation de l’électronique front-end du calorimètre de SuperNEMO. Enfin, le laboratoire est en charge de plusieurs missions transversales dans le cadre de la collaboration internationale NEMO/SuperNEMO : gestion des listes de diffusions consacrées au projet et à ses sousprogrammes, administration du site web officiel de la collaboration, gestion d’un système d’information et de contrôle de version logiciel partagé par l’ensemble des collaborateurs, responsabilité des ressources de calcul au CCIN2P3. Il reçoit pour cela le support tant des personnels techniques locaux que de celui du centre de calcul de l’IN2P3.
