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Cupid-0 mise sur la double détection chaleur-lumière


​Avec l'espoir de préciser la masse des neutrinos, la collaboration Cupid-0 à laquelle participe l'Irfu cherche à mettre en évidence une forme hypothétique de radioactivité, la désintégration double bêta sans émission de neutrino. Pour la détecter, une première matrice de bolomètres scintillants a été intégrée, testée avec succès et mise en service en 2017 au laboratoire souterrain du Gran Sasso, en Italie. 

Publié le 17 décembre 2018

Les désintégrations double bêta sont caractérisées par l'émission de deux électrons et de deux antineutrinos. Si elles se produisaient sans émission de neutrinos (ou antineutrinos), les physiciens en déduiraient que les neutrinos se confondent avec leurs antiparticules et la masse des neutrinos leur deviendrait accessible.

Pour détecter un tel événement, ils ont choisi des cristaux scintillants de séléniure de zinc (ZnSe) enrichis en sélénium 82. Quand une désintégration de 82Se se produit, le cristal s'échauffe très légèrement, ce que mesurent les capteurs de chaleur, et il émet une lumière de scintillation enregistrée par des photodétecteurs. Cette double détection permet de rejeter, plus efficacement que dans les expériences précédentes, le bruit de fond dominant, dû à des désintégrations alpha (noyaux d'hélium).

Les tests du détecteur, composé de 26 cristaux de ZnSe dont 24 enrichis à 95% en 82Se, montrent une résolution en énergie au meilleur niveau.

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