Première démonstration expérimentale de la technologie LiquidO

R&D instrumentation Physique des neutrinos

La collaboration LiquidO a publié sur le site "Communications Physics" de Nature les résultats de sa première validation expérimentale. Cette technique de détection qui utilise un liquide scintillateur opaque avec un dense réseau de fibres optiques ouvre de nouvelles perspectives de détection dans le domaine des neutrinos, mais également dans de nombreuses autres disciplines.

LiquidO est une nouvelle technique de détection qui utilise des scintillateurs opaques pour permettre de visualiser les interactions de particules jusqu'à l’échelle du centimètre. Elle fonctionne avec l'abondante lumière produite par les scintillateurs, mais pourrait également exploiter le rayonnement Cherenkov. La technique peut être optimisée pour un large éventail de tailles de détecteurs et d'énergies de neutrinos, de l'échelle du GeV à celle du MeV, et s’accommode très bien de la présence d’éléments dopants à des concentrations qui dépassent de loin celles admises dans les détecteurs à scintillateurs traditionnels.

Ses performances lui confèrent un large éventail d'applications dans de nombreux domaines de la physique des hautes énergies, nucléaire, médicale et des accélérateurs, dont beaucoup font l'objet d'une exploration active.

schéma scientifique.
Le milieu opaque du détecteur permet de confiner la lumière localement là où se produisent les dépôts d’énergie et ainsi d’accéder aux précieuses informations topologiques de l’événement. Image : Collaboration LiquidO.

Bibliographie

Lien vers la publication : LiquidO Consortium (A. Cabrera et. al.), « Neutrino physics with an opaque detector », Commun Phys 4, 273 (2021).

A propos de la collaboration LiquidO

Le consortium LiquidO CNRS/IN2P3 regroupe actuellement 5 laboratoires : CENBG (Christine Marquet et. al., Bordeaux), CPPM (Jose Busto, Marseille), IJCLab (Anatael Cabrera et al., Orsay), IPHC (David Brasse et. al., Strasbourg) et Subatech (Frederic Yermia et. al., Nantes), sous la responsabilité scientifique d'Anatael Cabrera, également porte-parole du consortium international LiquidO.

Le concept original de LiquidO ainsi qu'une grande partie des travaux qui ont conduit à la première publication LiquidO dans Nature’s Communications Physics ont été proposés et menés par les scientifiques du consortium LiquidO CNRS/IN2P3 (ainsi que des laboratoires APC et  LNCA), soutenus par le programme européen Marie Curie et par une chaire d'excellence internationale Blaise Pascal (ENS, Paris) attribuée au professeur F. Suekane (RCNS / Tohoku University, Japan) co-porte-parole de LiquidO.

Initialement le programme de R&D LiquidO a été motivé par la recherche fondamentale sur le neutrino autour de la proposition d’exploration SuperChooz pathfinder à Chooz (France) mais également autour d’une proposition de démonstrateur pour la décroissance double bêta a Canfranc (Espagne). Le dernier prototype finalisant le processus de R&D sur la technologie est en cours de construction. D’autres projets interdisciplinaires menés par des équipes CNRS/IN2P3 ont également vu le jour et sont financés : le projet ANR-2021 “LPET-OTech”, programme de recherche et d'innovation CNRS-INSERM en physique médicale et le projet EIC-Pathfinder 2021 “AM-OTech” de recherche fondamentale et d'innovation sur la surveillance des réacteurs nucléaires en collaboration avec EDF, le CIEMAT (Espagne) et l'université de Sussex (Angleterre).

Contact

Anatael Cabrera
Chercheur à IJCLab et porte-parole de la collaboration LiquidO
Emmanuel Jullien
Responsable de la cellule communication de l'IN2P3
Arnaud Lucotte
DAS Accélérateurs, détecteurs et technologies