La plateforme neutrino du CERN abrite un prototype de l’expérience DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), appelé ProtoDUNE, qui permettra de tester et de valider les technologies qui seront utilisées pour la construction de l’expérience DUNE aux États-Unis.
ProtoDune vient de passer une étape décisive : le remplissage de l’un de ses deux détecteurs de particules avec de l’argon liquide. Il faut près de deux mois pour remplir un tel détecteur, car l’enceinte est gigantesque : presque la taille d’un immeuble de trois étages. Le deuxième détecteur de ProtoDUNE sera rempli à l’automne.
ProtoDUNE utilisera le faisceau de protons en provenance du Supersynchrotron à protons (SPS) pour tester la détection de particules chargées. Ce détecteur rempli d’argon sera essentiel pour tester la réponse du détecteur en vue la prochaine ère de recherches sur les neutrinos. L’argon liquide constitue un milieu inerte, favorable aux mesures précises. Lorsqu’un neutrino interagit avec l’argon, il produit des particules chargées qui ionisent les atomes, ce qui permet de détecter et d’étudier les interactions des neutrinos. En outre, la densité de l’argon liquide et son rendement de scintillation élevé améliorent la détection de ces interactions, ce qui en fait un milieu idéal pour les expériences neutrino.
On peut remarquer que l’intérieur du détecteur partiellement rempli est maintenant vert et non plus doré comme auparavant. En effet, lorsque la lumière LED ordinaire est réfléchie à l’intérieur du cryostat métallique, elle traverse l’argon liquide et la longueur d’onde des photons se trouve décalée, ce qui produit un effet vert visible.
Le détecteur lointain DUNE, qui sera environ 20 fois plus grand que ProtoDUNE, est en cours de construction aux États-Unis. DUNE enverra un faisceau de neutrinos du Laboratoire national de l’accélérateur Fermi (Fermilab), près de Chicago dans l’Illinois, jusqu’au Laboratoire de recherche souterrain de Sanford (SURF), situé 1,5 km sous terre à Lead, dans le Dakota du Sud. Le faisceau parcourra ainsi 1 300 km à travers la croûte terrestre.
Regardez cette vidéo accélérée où l’on voit le détecteur ProtoDUNE se remplir d’argon liquide.