KM3NeT capte ses premiers neutrinos avec six lignes

Publié par Redbran le 04/02/2020 à 14:00
Source: CNRS IN2P3
A l'issue d'une sortie en mer de trois jours le week-end du 25 janvier 2020, l'équipe KM3NeT-France du Centre de physique des particules de Marseille (CPPM, CNRS/IN2P3 - Aix-Marseille Université), conduite par Paschal Coyle, responsable scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la...) du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...), et Patrick Lamare, responsable technique, a mis à la mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) deux nouvelles lignes de détection. Cette étape conclut la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions...) de ce télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant...) à neutrinos géant implanté par 2450 m de fond au large de Toulon. Désormais, six lignes sont connectées et envoient leurs données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) vers le Centre de calcul de l'IN2P3 (L'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) est un institut de recherche fondamentale du CNRS dont le domaine de recherche est comme son nom l'indique la physique nucléaire et des...). Les premiers événements enregistrés montrent que l'instrument donne toute satisfaction.


Départ de Toulon pour les deux sphères de mise à l'eau à bord du navire (Un navire est un bateau destiné à la navigation maritime, c'est-à-dire prévu pour naviguer au-delà de la limite où cessent de s'appliquer les règlements techniques de...) Castor. Image Paschal Coyle CNRS/CPPM

Samedi 25 janvier, toutes les conditions étaient enfin réunies pour se rendre à l'aplomb du site de déploiement du télescope sous-marin (Un sous-marin est un navire capable de se déplacer dans les trois dimensions, sous la surface de l'eau ; il se distingue ainsi des autres bateaux et navires qui se déplacent dans deux dimensions et...) KM3NeT. La météo s'annonçait enfin clémente pour le week-end, les bateaux de Foselev et de la Comex (COMEX est un sigle qui renvoie à :) étaient disponibles et les autorisations militaires validées. L'équipe du CPPM en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) du déploiement du télescope a donc embarqué avec les deux dernières lignes de la Phase 1 du projet sur le Castor, secondé par le Janus pour une traversée de quatre heures (L'heure est une unité de mesure  :) jusqu'au site de largage à 40 km de Toulon.

Tous les modules bobinés dans une sphère

Le calme de la traversée n'était pas de trop pour se mettre en condition pour le largage. Car dresser une ligne de 200 m de 18 modules optiques de détection dans le noir des abysses est loin d'être trivial. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord, une énorme sphère est immergée et lentement descendue pendant deux heures sur le plancher méditerranéen, rejoignant ainsi les autres lignes déployées au cours de l'été 2019. Cette sphère contient tous les modules consciencieusement bobinés dedans et un socle massif (Le mot massif peut être employé comme :) qui maintiendra la ligne captive sur le fond. Un robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches...) télécommandé depuis le navire voisin accompagne sa descente. C'est par son intermédiaire que les pilotes vont connecter les nouveaux capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique,...) au télescope.


Après l'installation d'une ligne, sa sphère de déploiement remonte vide à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...). Image Paschal Coyle CNRS/CPPM

Aussitôt la connexion établie et vérifiée par l'équipe à Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...), le robot débloque la sphère qui s'élève rapidement vers la surface en déroulant le câble et ses modules. C'est l'opération la plus délicate pendant laquelle tout le monde (Le mot monde peut désigner :) retient son souffle. Mais de mauvaise surprise il n'était pas question ce week-end et l'instrument s'est positionné sans encombres. Un nouveau test de connexion est rapidement venu rassurer tout le monde.

Premiers neutrinos détectés avec les six lignes

Preuve que désormais la manoeuvre est bien rodée, la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La...) ligne a été aussi déployée avec succès et dès lundi, les physiciens pouvaient capter leurs premiers événements avec six lignes opérationnelles. "Avec les six lignes, nous avons déjà capté des neutrinos atmosphériques" annonce Paschal Coyle, responsable scientifique de la Collaboration KM3NeT. Les neutrinos atmosphériques, ce sont les principales particules que le télescope sous-marin cherchera à détecter et à analyser. Ils sont produits par l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui...) entre des rayons cosmiques et les molécules de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Ces neutrinos sont quasiment insaisissables par des détecteurs, mais la grande taille du télescope rend leur mise en évidence possible.

A terme, le télescope sur le site français de la Collaboration KM3NeT, dénommé ORCA, comptera 115 lignes. Il sera jumelé avec un second télescope, ARCA, de 230 autres lignes, déployé à 3450 m sous le niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de référence adéquat.) aux abords de la Sicile (La Sicile (Sicilia en italien) est une région autonome d'Italie et la plus grande île de la Méditerranée. Son chef-lieu est la ville de Palerme. Le drapeau, la gorgone à trois jambes, représente...). Cet ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) qui sera complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la...) déployé vers 2026 constituera alors le plus grand télescope à neutrinos du genre et sera capable de voir les neutrinos très énergétiques produits directement par les phénomènes cosmiques les plus violents de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Mais il ne s'arrêtera pas là puisqu'en simultané ORCA sera équipé de capteurs multiples pour surveiller la vie (La vie est le nom donné :) marine, les conditions abyssales, la sismicité méditerranéenne, etc. En somme il constituera un télescope multifonction à la fois tourné vers l'infiniment grand, l'infiniment profond et l'infiniment petit.

Le CPPM est le laboratoire hôte du site français, en charge de la construction, l'exploitation et la maintenance du détecteur KM3NeT/ORCA. Quatre autres laboratoires de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical...) contribuent à la réalisation du projet: le laboratoire Astroparticules et cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique.) (APC - CNRS/IN2P3 - Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Paris), Subatech (CNRS/IN2P3 - Université de Nantes (L’université de Nantes est une université française située à Nantes. Elle a été créée sous sa forme actuelle...) - IMT Atlantique), l'Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Hubert Curien (30 octobre 1924, Cornimont - 6 février 2005, Loury) est un cristallographe français, ministre de la recherche de 1984 à 1986.) (IPHC - CNRS/IN2P3 - Université de Strasbourg), et le Laboratoire univers et particules de Montpellier (LUPM - CNRS/IN2P3 - Université de Montpellier).

Premiers événements captés avec les 6 lignes 31.01.2020. Dans cette vue 3D reconstituée, on observe les premières particules venues de la surface traverser le détecteur en y laissant leur trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le champ magnétique à petite échelle du Soleil et la...) de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est...). C'est cette lumière, invisible à l'oeil nu tant elle est ténue qui est captée par les détecteurs successif placés le long des lignes.

Vidéos des opérations


Mise à l'eau d'une sphère de déploiement. Elle contient une ligne complète avec ses 18 modules de déploiement.


Arrivée de la sphère de déploiement sur le fond marin.


Déploiement de la ligne à l'aplomb de son ancre. Le robot déclenche le déverrouillage de la sphère qui s'élève, tirée par un flotteur.


Inspection de la ligne déployée.

Contact:
- Clémence Epitalon - Chargée de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...),...) - clemence.epitalon at cnrs (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).fr
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