2024-03-05 12:30:01
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par Ingrid Fadelli, Phys.org
Muonspectromètre d’ATLAS. Crédit : CERN / Photothèque scientifique.
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Muonspectromètre d’ATLAS. Crédit : CERN / Photothèque scientifique.
Des chercheurs de l’Université Harvard, de l’Université du Nevada et de l’Université d’État de Pennsylvanie ont récemment démontré que le détecteur ATLAS pouvait mesurer le flux de neutrinos de supernova de haute énergie. Leur nouvel article, publié dans Physical Review Letters, pourrait inspirer de futurs efforts visant à détecter les flux de neutrinos de haute énergie.
Supernovae en interaction. Crédit : Observatoire Kiso, Université de Tokyo.
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Supernovae en interaction. Crédit : Observatoire Kiso, Université de Tokyo.
Les sections efficaces neutrino-nucléon, la masse d’ATLAS et le flux attendu de neutrinos d’une supernova donnée en fonction du temps étaient déjà connus. En considérant ensemble une partie intégrante de ces quantités connues, Murase et ses collègues ont pu estimer le nombre de neutrinos qui interagiraient directement dans le détecteur ATLAS.
«Nous avons également pris en compte les neutrinos qui interagissent dans la Terre en dehors du détecteur et produisent un muon qui pourrait être détecté à l’intérieur du détecteur», a déclaré Alex Y. Wen, co-auteur de l’article. «Nous avons utilisé un logiciel appelé LeptonInjector, qui modélisait de tels événements en tenant compte du flux de neutrinos, de la géométrie du détecteur, etc. Ces calculs nous ont donné le nombre estimé d’événements de signaux de neutrinos pour une supernova donnée.
«À partir de là, sur la base de ce que nous connaissions des capacités matérielles d’ATLAS, nous avons montré qu’il pouvait distinguer ces signaux du bruit de fond et récupérer des informations importantes sur le neutrino, telles que sa charge et sa saveur.»
Sur la base de leurs calculs, Murase, Wen et leurs collègues ont conclu que même avec des statistiques limitées, le détecteur ATLAS du Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN devrait être capable de caractériser la saveur des neutrinos. De plus, le détecteur devrait être capable de faire la distinction entre les neutrinos et les antineutrinos.
Le calorimètre en tuiles en construction, un détecteur de fer au centre d’ATLAS pesant près de 4 000 tonnes, qui sert de volume utile pour la détection des neutrinos. Crédit : CERN.
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Le calorimètre en tuiles en construction, un détecteur de fer au centre d’ATLAS pesant près de 4 000 tonnes, qui sert de volume utile pour la détection des neutrinos. Crédit : CERN.
«Notre travail ajoute ATLAS et des expériences similaires densément instrumentées à un réseau d’expériences surveillant le ciel à la recherche des prochaines supernovae galactiques», a déclaré Carlos Argüelles-Delgado, un autre chercheur impliqué dans l’étude. «C’est très excitant pour moi de penser aux scientifiques travaillant dans un large éventail de domaines expérimentaux de la physique des hautes énergies, des énergies MeV à TeV, qui se penchent sur ce sujet.»
Murase, Wen et leurs collaborateurs prévoient de continuer à explorer cette voie de recherche nouvellement identifiée. Dans leurs prochains travaux, ils aimeraient par exemple se concentrer sur la manière dont d’autres détecteurs de collisionneurs pourraient contribuer à l’observation des neutrinos de haute énergie.
«Dans nos futures études, il pourrait être intéressant de considérer les perspectives d’autres détecteurs de collisionneurs et les implications pour la physique au-delà du modèle standard», a ajouté Murase.
Plus d’information:
Alex Y. Wen et al, Détection de neutrinos de haute énergie à partir de supernovae galactique avec ATLAS, Physical Review Letters (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.061001
Informations sur la revue :
Examen physique D , Lettres de revues astrophysiques , Lettres d’examen physique
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