Inauguración del segundo detector de neutrinos de la experiencia Double Chooz

Un segundo detector de neutrinos ha sido construido recientemente por el CNRS y el CEA en las proximidades de la central nuclear de Chooz (Ardennes). Sus aplicaciones complementarán las del primer detector, instalado hace cinco años, con el fin de estudiar, en el marco del experimento Doble Chooz, las características de los neutrinos, esas partículas elementales casi inalcanzables producidas en abundancia en especial en el Sol y en los reactores nucleares. Construido a 400 metros del corazón de los reactores de la central, este segundo detector ha sido inaugurado el 25 de septiembre de 2014 en presencia de los representantes del CNRS y del CEA, y de las autoridades locales que apoyan activamente esta implantación.

Tras su puesta en funcionamiento en el transcurso del otoño, el detector captará los neutrinos producidos en el corazón de los dos reactores de la central, situados a 400 metros. Esos datos serán comparados con los recogidos por el otro detector, instalado a 1 kilómetro de dichos reactores. La diferencia de composición esperada se debe a una metamorfosis de los neutrinos, que cambian de características en el transcurso de su trayecto. El experimento Doble Chooz es fundamental para poder comprender este fenómeno, y así completar el Modelo estándar de la física de partículas 1.

Estudiar los « sabores » de los neutrinos gracias a las centrales nucleares

Los neutrinos, partículas un millón de veces más ligeras que los electrones, son un subproducto conocido en las reacciones nucleares « beta ». De este modo son producidos en los reactores nucleares en funcionamiento, pero también en la corteza y en el manto terrestre, en el cuerpo humano o incluso en las estrellas, siendo el Sol la fuente de neutrinos más abundante en la Tierra. Pueden nacer bajo tres formas o "sabores", como dicen los físicos. Pero tienen una propiedad sorprendente, llamada "oscilación", de cambiar de "sabor" moviéndose en función de su energía y de la distancia recorrida. Esas "oscilaciones" dependen de tres parámetros (llamados "ángulos de mezcla") dos de los cuales son conocidos con gran precisión. El tercero es mucho más pequeño y difícil de medir con precisión, y sobre esa medición centra sus esfuerzos el experimento Doble Chooz.

El experimento Doble Chooz

El proyecto Doble Chooz surgió en 2003 gracias a una colaboración internacional2, por iniciativa de investigadores del CEA y del CNRS. En 2009 se instaló un primer detector en un laboratorio subterráneo, construido por EDF en los años 1990, a 1 kilómetro de los núcleos de los reactores de la central. Ese dispositivo permitió que en 2011 se detectara la transformación de neutrinos durante su vuelo, descubrimiento confirmado a partir de 2012 con otros experimentos internacionales. Desde entonces, se ha entablado una carrera mundial para medir con precisión el tercer ángulo de la mezcla de neutrinos. La puesta en marcha de un segundo detector permitirá que Chooz participe eficazmente. De aquí a tres años, el parámetro que falta debería ser medido con una precisión del 10%.

A semejanza del primer detector, este segundo instrumento está constituido por una cubeta cilíndrica de diez mil litros que contiene una mezcla de aceites minerales. Tal cantidad de volumen es necesaria dado que los neutrinos interactúan de manera muy débil con la materia: atraviesan muros, montañas, seres vivos, prácticamente sin interacción. Para detectar alguno, es necesario "interponer" en el recorrido de los neutrinos una gran cantidad de materia. Cada día, este instrumento solo detectará 300 neutrinos aproximadamente, de entre los cientos de miles de millones que lo atravesarán. Además, el detector está enterrado bajo 50 metros de rocas y protegido por diversos recintos concéntricos para aislarlo de la radiación cósmica y de la radioactividad natural ambiente.

La comparación de los resultados de Doble Chooz con los de otros experimentos similares en China (Daya-Bay) y en Corea (RENO) y de aceleradores de partículas (T2K en Japón) facilitará la concepción de proyectos para explorar el origen de la asimetría entre materia y antimateria observada en el Universo. En efecto, según la teoría del Modelo Estándar, que predice el comportamiento de la materia desde el inicio del Universo, el Big Bang habría creado a priori tanta materia como antimateria hace 13.700 millones de años. Sin embargo, en la actualidad se comprueba que la materia se encuentra de forma sobreabundante. Los neutrinos bien podrían tener la clave de este enigma.

El laboratorio que acoge este segundo detector ha sido financiado por los FEDER (Fondos Europeos de Desarrollo Regional), la región Champagne-Ardenne, el departamento de Ardennes, la comunidad de municipios de Rives de Meuse, EDF, el CNRS y el CEA.

Fuente : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3737.htm

Última modificación: 07/10/2014

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