Comment l’eau lourde détecte-t-elle les neutrinos solaires ?

> > Comment l’eau lourde détecte-t-elle les neutrinos solaires ? ; écrit le: 14 mars 2012 par Hela modifié le 17 novembre 2014

Comment l’eau lourde détecte-t-elle les neutrinos solaires ?

L’observatoire de Sudbury, dans l’Ontario au Canada, détecte les neutrinos solaires grâce à de l’eau lourde.

Les neutrinos sont de minuscules particules élémentaires produites lors des réactions de fusion thermonucléaire qui ont leur siège à l’intérieur du Soleil. Alors que les photons se dégradent en passant de l’intérieur à l’extérieur du Soleil, oubliant ainsi leur origine, les neutrinos traversent indemnes la matière solaire, nous livrant un message intact des conditions, notamment de température, qui règnent en son centre. Seulement, bien que notre planète reçoive chaque

Seconde 70 milliards de neutrinos par cm2, leur absence d’interaction avec la matière rend leur capture malaisée. Leur petite taille et leur neutralité électrique leur permettent de traverser la Terre de part en part.

C’est là qu’intervient l’eau lourde. L’interaction des neutrinos avec le deutérium qu’elle contient libère des électrons dont la vitesse dépasse celle de la lumière dans l’eau. Ce qui se traduit par l’émission de cônes de lumière, enregistrés par une dizaine de milliers de photomultiplicateurs insérés dans le plastique de cellules hexagonales.

Le phénomène, baptisé effet Cerenkov, se compare à l’onde de choc engendrée par un avion lorsque sa vitesse dépasse celle du son dans l’air.

Quelque mille litres d’eau lourde ont donc été enterrés dans la mine désaffectée de Creighton, à plus de deux kilomètres de fond, dans une sphère d’acrylique de cinq centimètres d’épaisseur et de douze mètres de diamètre. Le réservoir a été immergé dans un bain d’eau légère ultrapure, chargé d’absorber le rayonnement parasite émis par les roches avoisinantes, qui servent de blindage contre les rayons cosmiques, producteurs de neutrinos, eux aussi.

Seconde 70 milliards de neutrinos par cm2, leur absence d’interaction avec la matière rend leur capture malaisée. Leur petite taille et leur neutralité électrique leur permettent de traverser la Terre de part en part.

C’est là qu’intervient l’eau lourde. L’interaction des neutrinos avec le deutérium qu’elle contient libère des électrons dont la vitesse dépasse celle de la lumière dans l’eau. Ce qui se traduit par l’émission de cônes de lumière, enregistrés par une dizaine de milliers de photomultiplicateurs insérés dans le plastique de cellules hexagonales.

Le phénomène, baptisé effet Cerenkov, se compare à l’onde de choc engendrée par un avion lorsque sa vitesse dépasse celle du son dans l’air.

Quelque mille litres d’eau lourde ont donc été enterrés dans la mine désaffectée de Creighton, à plus de deux kilomètres de fond, dans une sphère d’acrylique de cinq centimètres d’épaisseur et de douze mètres de diamètre. Le réservoir a été immergé dans un bain d’eau légère ultrapure, chargé d’absorber le rayonnement parasite émis par les roches avoisinantes, qui servent de blindage contre les rayons cosmiques, producteurs de neutrinos, eux aussi.

Le système fonctionne presque continuellement depuis novembre 1 999. Il

détermine le taux, l’énergie et la direction des neutrinos émis au cœur du Soleil. La fréquence de détection ne dépassant guère un événement toutes les heures, plusieurs journées s’avèrent nécessaires pour collecter

les données qui permettent une analyse complète. Celle-ci a permis de mieux cerner les processus à l’origine de l’énergie libérée par le Soleil et d’affiner nos connaissances sur les neutrinos.

Vidéo : Comment l’eau lourde détecte-t-elle les neutrinos solaires ?

Vidéo démonstrative pour tout savoir sur : Comment l’eau lourde détecte-t-elle les neutrinos solaires ?

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