Recherche de nouvelle physique avec la future expérience Ricochet – RICOCHET

La future expérience RICOCHET, qui s'installera auprès du réacteur nucléaire de recherche de l'Institut Laue Langevin (ILL), vise à exploiter la diffusion cohérente des neutrinos sur les noyaux pour la recherche de nouvelle physique dans le secteur électrofaible. Cela inclut notamment l'existence de neutrinos stériles ou de nouveaux médiateurs d'interactions, qui pourraient être liés au problème de la matière noire, et la possibilité d'interactions non standard qui pourraient avoir des implications importantes pour la physique des neutrinos.

L'expérience RICOCHET utilisera un assemblage de détecteurs cryogéniques, de l'ordre du kilogramme, constitué de cristaux individuels de Ge et de Zn de 30 g chacun. Grâce à ses capacités uniques d'identification de particules, jusqu'à un seuil en énergie de 50 eV, RICOCHET atteindra une sensibilité nouvelle aux reculs nucléaires induits par la diffusion cohérente pour des énergies inférieures à 100 eV où les signes de nouvelles physiques sont attendus.

Le potentiel scientifique de RICOCHET à l'ILL est élevé. Nos études montrent que le taux d'interaction des neutrinos sera d'une quinzaine par jour. Combiné à un rapport signal sur bruit de 3, cela permettra une détection de la diffusion cohérente à 5 sigmas en seulement quelques jours. Une mesure de précision de la diffusion cohérente au niveau du pourcent, fournissant une sensibilité sans précédent à une variété de scenarii de nouvelles physiques, sera alors atteignable après une année de prise de données avec le réacteur en fonctionnement.

En s'appuyant sur des ressources complémentaires existantes au sein de la collaboration internationale, ce programme de recherche ANR et les fonds demandés seront dédiés à la conception, à la construction et au déploiement du futur observatoire des neutrinos de basse énergie RICOCHET auprès du réacteur de recherche de l'ILL d'ici 2023.