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Démonstration de la possibilité d'établir l'ordonnancement des masses de neutrinos dans la mer – DAEMONS

Résumé de soumission

De récentes mesures établies dans le domaine de la physique des neutrinos par des expériences auprès de réacteurs nucléaires ou d’accélérateurs ont ouvert la voie vers une possible détermination de la hiérarchie de masse des neutrinos – un paramètre physique encore inconnu- en étudiant l’énergie (dans la gamme du GeV) et l’angle zénithal des neutrinos atmosphériques par des détecteurs sous-marins. Cette nouvelle approche pourrait s’avérer beaucoup plus rapide et moins onéreuse que toute autre solution alternative. D’un point de vue théorique, la détermination de la hiérarchie masse des neutrinos est d'une importance fondamentale pour contraindre les modèles qui cherchent à expliquer l'origine des masses dans le secteur leptonique et la différence entre les masses des particules élémentaires. Il s’agit donc d’une mesure très attendue en physique des particules.
En conséquence, l'objectif du projet DAEMONS est de former un groupe de travail pour démontrer la faisabilité d’un détecteur sous-marin, baptisé ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss), conçu suivant la technologie développée par la collaboration KM3NeT. Le projet nécessite des simulations complètes, mais aussi l'exploitation d'un démonstrateur d’ores et déjà financé dans le cadre de KM3NeT et qui sera prochainement déployé sur le site français de l’expérience, au large de Toulon. Le succès du démonstrateur passe également par conception d’une ligne d’étalonnage dont les performances pourraient s’avérer optimales grâce au soutien financier octroyé par l’ANR.
Compte tenu de la forte compétition mondiale pour déterminer la hiérarchie de masse des neutrinos (et en particulier de la concurrence directe avec PINGU -un projet similaire situé au pôle Sud et piloté par les États-Unis), l’enjeu du projet DAEMONS est d’accélérer l'étude de faisabilité de ORCA et de permettre au mieux l'exploitation des données du démonstrateur. Le soutien de l'ANR offrira aux équipes françaises la possibilité de jouer un rôle de premier plan dans le processus de validation du concept d’ORCA. La réussite du projet DAEMONS sera sans aucun doute un déclencheur pour la construction d'un réseau de détecteur plus large capable de fournir la première mesure de la hiérarchie de la masse des neutrinos.

Coordination du projet

Antoine Kouchner (AstroParticule et Cosmologie)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

GRPHE Groupe de Recherche en Physique des Hautes Energies
CNRS - APC AstroParticule et Cosmologie
CNRS DR12 - CPPM Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Provence et Corse - Centre de Physique des Particules de Marseille
IPHC Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien

Aide de l'ANR 450 000 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2016 - 36 Mois

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