Donner du sens à la science

Les pêcheurs de neutrinos

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Dernières vérifications avant la mise à l’eau.

Cette boule étrange, véritable concentré de technologie, part pour les profondeurs de la mer Méditerranée…

Une fois dans l’obscurité, à 2500 mètres de la surface, elle sera raccordé à un gigantesque réseau d’instruments scientifiques en cours de déploiement depuis des années.

 

ITV Vincent Bertin, Physicien

Donc c’est une opération assez particulière, parce que c’est la première fois que l’on installe notre nouveau détecteur au fond de la mer, donc il y a une certaine excitation, bien sûr un peu de stress, parce que chaque opération marine est un peu risquée, compliquée, il faut gérer plusieurs éléments, plusieurs bateaux en même temps, des sous-marins…  

 

Une fois au fond de l’eau, la pelote se déroulera, pour devenir une des nombreuses lignes de détection de KM3Net. Cet instrument , situé sur le fond marin, à 40 kilomètres au large de Toulon, permettra, à terme d’étudier les particules élémentaires les plus mystérieuses de la physique actuelle : les neutrinos...

    

ITV Paschal Coyle (voice over) :

Les neutrinos n’ont pas de charge électrique, leur masse est très proche de zéro et n’interagissent que par interaction faible. D’une certaine manière de ce qui existe c’est ce qui est le plus proche de rien du tout. Ils sont donc incroyablement difficiles à détecter et c’est pour ça que nous devons construire des instruments énormes pour espérer en détecter une poignée lors de leur passage.

 

Les neutrinos sont produits par des réactions nucléaires comme celles qui se déroulent au centre du soleil. Mais aussi par certains cataclysmes cosmiques, comme l’explosion d’une étoile en fin de vie.

 

Les neutrinos interagissent tellement peu avec la matière que des milliards de ces particules traversent notre corps et même notre planète sans le moindre effet.


Pour augmenter la probabilité qu'un neutrino intéragisse, il faut qu'il en traverse une très grande quantité de matière.

Le dispositif KM3NeT met notre planète toute entière à contribution.

Lorsqu’un neutrino interagit enfin avec la matière, il va produire une particule secondaire appelée Muon. En traversant l’eau de mer, ce muon émet un cône de lumière bleuté. C’est cette lueur bleue et furtive qui peut être alors détectée par les nombreux capteurs de lumière, ou modules optiques, de l’instrument.

Les scientifiques pourront alors en déduire la direction et l’énergie du neutrino à l’origine de ce cône.

Retour trois ans en arrière, au Centre de Physique des Particules de Marseille le CPPM. C’est ici que sont assemblées les étonnantes pelotes de modules optiques… Une opération minutieuse qui peut prendre des semaines.

 

Chaque module optique comporte 31 photomultiplicateurs, des capteurs de lumière extrêmement sensibles. Si un seul photon arrive sur le capteur, il sera détecté.


ITV Sylvain Henry (sur bateau)

une des choses importantes à faire, c’est de vérifier chaque configuration, que le câble électro-optique est bien arrangé, qu’il n’accroche nul part, qu’il ne fait pas de boucle bizarre comme c’est le cas ici, - ça c’est un truc qu’il faut corriger parce que si ça vient se coincer ici, c’est potentiellement source de problèmes donc tout ça c’est le genre de choses qu’il faut faire en dernière minute pour s’assurer que quand la ligne est sur le fond de mer, les choses sont dans l’état où elles devraient être...

 

Retour au présent. C’est enfin le moment de déployer la première ligne de cet étonnant détecteur sous-marin. Il faudra plusieurs heures pour que la pelote descende les 2500m avant d’être placée à un endroit bien précis sur le fond marin.

 

Un robot sous-marin, ou ROV, piloté depuis la surface, libérera la pelote de son socle grâce à un bras articulé.

 

Ambiance

Bon Patrick, pour Sylvain, c’est bon, on attaque le déverouillage du câble et puis le déroulement.

 

Le même robot assurera ensuite le branchement de la ligne à la boîte de jonction, véritable nœud du dispositif, et qui assure le lien avec la terre ferme pour les échanges d’électricité et de données.

 

Des capteurs océanographiques ont d’ailleurs également été raccordé à l’infrastructure pour en faire un observatoire, en temps réel, de l’environnement marin.

 

C’est ici dans la petite ville de la Seyne sur mer que convergent toutes les données produites par les différents détecteurs sous-marins.

 

ITV Coyle

 

Donc là nous sommes dans la salle de contrôle DE KM3NeT France. On peut voir les premières données produites par la ligne de détection déployée hier. On peut voir trois événements différents ici. Chaque flash représente la direction de la lumière qui arrive.

Donc là c’est très enthousiasmant - pour la première fois on voit que la ligne fonctionne, elle produit des données, tous les modules optiques fonctionnent comme prévu.

On est très content !

 

So now we’re in the control room of KM3Net France, and we’re looking at the first data that’s coming from the string that we deployed yesterday, and here you can see three example events - from the detector. Each flash represents the direction from where the light is coming.

So this is really exciting ; for the first time we see that the string is working, giving data, all the optical modules are working, so we’re really really happy.



 

Le déploiement de cette première ligne ouvre la voie aux prochaines opérations - l’idée étant d’installer une centaine de lignes de détection sur le site ces prochaines années. Il reste donc de nombreuses étapes avant que les chercheurs puissent enfin faire fonctionner l’instrument à pleine capacité et enfin explorer les propriétés de ces mystérieux neutrinos…

 

(Générique de fin)

 

Les pêcheurs de neutrinos

22.03.2019

Pour étudier les neutrinos, ces particules qui traversent la Terre par milliards à chaque seconde, une équipe de chercheurs et d’ingénieurs installe au fond de la mer Méditerranée un détecteur ambitieux nommé KM3NeT. Plongez, dans ce reportage proposé en partenariat avec LeMonde.fr, à 2500m de profondeur à la découverte de ce détecteur hors du commun. 

À propos de cette vidéo
Titre original :
Les pêcheurs de neutrinos
Année de production :
2019
Durée :
7 min 23
Réalisateur :
Nicolas Baker
Producteur :
CNRS Images
Intervenant(s) :
Vincent Bertin (CNRS)
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
Aix-Marseille Université / CNRS

Paschal Coyle (CNRS)
Responsable scientifique KM3NeT-France
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
Aix-Marseille Université / CNRS

Sylvain Henry (CNRS)
Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM)
Aix-Marseille Université / CNRS
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