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Congrès Général de la Société Francaise de Physique, Grenoble : France
Les neutrinos : quelques aspects expérimentaux de l'étude des oscillations
D. Duchesneau1
(2007)

Le neutrino est une particule élémentaire énigmatique avec des propriétés qui restent difficilement mesurables. Malgré sa très grande abondance issue des sources variées de la nature telles le soleil, les interactions de rayons cosmiques dans l'atmosphère ou la radioactivité naturelle, sa très faible probabilité d'interagir avec la matière ainsi que sa très faible masse rendent sa traque et l'étude de ses propriétés relativement complexes. Une des propriétés qui nous intéresse particulièrement est sa capacité d'osciller entre plusieurs états propres de masse. Ce phénomène de mécanique quantique par lequel des neutrinos d'une certaine saveur peuvent se transformer en une autre saveur au cours de leur propagation a été mis en évidence expérimentalement en 1998 avec les neutrinos issus de l'interaction du rayonnement cosmique avec l'atmosphère terrestre (neutrinos atmosphériques). Ceci a permis de prouver que les neutrinos possédaient une masse et de construire une description théorique basée sur un formalisme mettant en jeu un certain nombre de paramètres dont certains restent encore à déterminer. Cette découverte a permis de lancer un vaste programme expérimental pour approfondir la compréhension de ce phénomène et apporter des avancées notables dans ce domaine de la physique ces dix dernières années. Dans cet exposé nous reverrons brièvement la situation actuelle des connaissances de la physique des oscillations neutrinos et nous nous pencherons plus spécifiquement sur les développements présents et futurs des projets expérimentaux axés sur l'utilisation des réacteurs et des faisceaux de neutrino. Ces projets s'inscrivent dans un programme de recherche en plusieurs étapes. La première concerne des expériences de nouvelle génération ayant pour objectif principal la mesure du 3eme angle de mélange thea_13. Une deuxième étape de recherche inclut les projets de faisceaux encore plus intenses pour investiguer la violation CP dans le secteur leptonique et/ou poursuivre la quête de theta_13 au cas où cet angle est très petit. En effet un des paramètres encore inconnu est une clé d'accès potentiel au but ultime de la physique des neutrinos qui est la démonstration de l'existence d'une violation CP dans le secteur leptonique. Une telle mesure permettrait d'établir le rôle des neutrinos dans l'existence de l'asymétrie entre la matière et l'antimatière dans l'univers. Tout cela nécessitera de passer par le développement de nouveaux détecteurs mais aussi de nouvelles machines pour produire des faisceaux d'intensité de plus en plus élevée utilisant des concepts novateurs.
1 :  LAPP - Laboratoire d'Annecy le Vieux de Physique des Particules
Physique/Physique des Hautes Energies - Expérience