JUNO commence à détecter des neutrinos !

19 septembre 2025

Le remplissage par 20000 tonnes de liquide scintillant du gigantesque détecteur JUNO enfoui en Chine sous 700 mètres de roche s’est terminé avec succès fin août. Et très vite, les plus de 40000 yeux de ce colosse ont commencé à observer des neutrinos. Placé en un point stratégique à la croisée des flux de neutrinos produits par deux centrales nucléaires, JUNO étudiera cette particule énigmatique avec une précision et une efficacité inédites. Son ambition est entre autres de percer le mystère de la masse des neutrinos. Les découvertes à venir au cours des 30 années d’exploitation du détecteur pourraient bouleverser les connaissances actuelles sur la compréhension de l’Univers et ouvrir la voie à une nouvelle physique au-delà du Modèle Standard.

L’IPHC a construit et installé un élément clé pour la qualité des données de JUNO : le Top Tracker. Ce détecteur secondaire, créé à partir des éléments de l’expérience OPERA, est placé au-dessus de la sphère principale de JUNO et aura pour fonction de discriminer les muons cosmiques.

Les mois à venir vont être consacrés au conditionnement des détecteurs, dompter la bête en quelque sorte. La prise de données pour la physique, qui a déjà commencé, pendra son plein envol en début 2026. La longue quête amorcée il y a près de 90 ans prend dès maintenant un nouveau souffle.

Malgré les 700 mètres de roches situées au-dessus de JUNO, il arrive que des particules très énergétiques, capables de pénétrer profondément dans le sol et d’imiter la signature d’un neutrino, interagissent avec le liquide scintillant. Le « Top tracker », coiffant JUNO, est constitué de trois couches de plastique scintillant. Ces scintillations au passage des muons sont lues par un système complexe de plusieurs centaines de cartes électroniques disposées autour des barres de plastique. Cet équipement est un trajectographe, son rôle étant de reconstituer la trajectoire des muons atmosphériques résiduels. Cette analyse des trajectoires des muons permet de faire le tri entre les évènements issus de l’activité des rayons cosmiques et ceux issus des rares interactions entre les neutrinos et le liquide scintillant à l’intérieur de JUNO.
© IHEP / Liu Yuexiang for the JUNO collaboration