ANTARES : vers la construction d'un télescope à neutrinos sous-marin

Paris, le 7 décembre 1999

Communiqué de presse commun CEA/CNRS

Dans le cadre de l'expérience européenne ANTARES, une ligne de détection de particules élémentaires reliée à la côte par un câble électro-optique de 37 km, vient d'être déployée au large de Marseille, à une profondeur de 1 100 m. Le déploiement de cette ligne, réalisé dans la nuit du 25 au 26 novembre, représente une étape importante dans la construction d'un grand télescope à neutrinos qui permettra d'ouvrir une nouvelle fenêtre d'observation de l'Univers et de tester les modèles physiques dans des domaines d’énergie encore inaccessibles aux accélérateurs terrestres.

L'expérience ANTARES regroupe, en France, des chercheurs du CEA (DSM/DAPNIA), du CNRS (IN2P3 et INSU), des universités de la Méditerranée (Marseille), de Haute-Alsace (Mulhouse) et Louis Pasteur (Strasbourg) ainsi que des experts du milieu et des techniques liées à la mer de l'Ifremer . Des équipes espagnoles, britanniques, néerlandaises et russes participent également à la collaboration.

Les neutrinos sont des particules élémentaires qui constituent pour l'astrophysique un moyen privilégié de sonder l'Univers plus loin et plus profondément, de manière complémentaire au rayonnement électromagnétique. Les neutrinos cosmiques pourraient également constituer, au moins en partie, la masse cachée de l'Univers.

Cependant, les neutrinos étant indétectables directement, leur observation ne peut se faire qu'après une interaction avec la matière. Dans l'expérience ANTARES, des détecteurs, placés au fond de la mer et orientés vers le sol, observent les interactions des neutrinos qui ont traversé la Terre et interagi avec elle. Ces interactions produisent des muons qui émettent dans l'eau de mer des sillages de lumière. La mesure, dans le temps, de ces sillages permet, entre autres, de reconstituer la direction des neutrinos. La mer permet également de protéger les détecteurs du rayonnement cosmique.

Au terme d'un programme de R&D de trois ans, qui a permis de valider la construction d'un grand télescope à neutrinos sous-marin, le déploiement réalisé aujourd'hui d'une ligne de 350 mètres de hauteur supportant 32 sphères en verre, dont huit équipées de photomultiplicateurs, est une étape importante de validation de la technologie marine employée, du système de contrôle et des programmes de traitement informatique. Ce programme a impliqué aussi l'étude des propriétés du milieu marin à grande profondeur, réalisée lors de campagnes utilisant des bateaux du CNRS. Des tests de connexions sous-marines ont été effectuées par le Nautile, submersible de l'Ifremer. Après une analyse approfondie des qualités optiques de l'eau -bruit de fond lumineux, sédimentation et bio-salissures des surfaces optiques, transparence de l'eau de mer- le site du détecteur ANTARES a été choisi au large de la Seyne sur Mer, à une profondeur de 2 400 m. Le Centre de physique des particules de Marseille, un des initiateurs du projet, sert d'appui local à la collaboration.

Le programme d’ANTARES prévoit la réalisation d'un détecteur de 0,1 km2, prélude à un futur télescope de 1 km2 qui sera constitué d'une matrice tridimensionnelle couvrant un volume effectif de 1 km3. Un tel ensemble devrait être capable de révéler, par an, entre 100 et 2000 événements d'interaction de neutrinos cosmiques avec la matière, de découvrir les principales sources de neutrinos de haute énergie et d'ouvrir ainsi l'ère de l'astronomie neutrino.

CEA
Corinne Borel
Tél : 01 40 56 18 35

CNRS/IN2P3
Geneviève Edelheit
Tél : 01 44 96 47 60
Magali Damoiseaux
Tél : 04 91 82 72 28

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