Expérience du neutrino 2674491 29348218 2008-05-07T15:04:21Z BOTarate 319493 robot Ajoute: [[es:Expermiento del neutrino]] L''''expérience du neutrino''', aussi appelée '''expérience du neutrino de Cowan et Reines''', fut menée par [[Clyde Cowan]] et [[Frederick Reines]] en [[1956 en science|1956]]. Elle confirma l'existence de l'[[antineutrino]], une [[particule subatomique]] très petite et ne portant pas de [[charge électrique|charge]] (neutre). ==Historique== Dans les années 1930, lors de l'étude de la [[radioactivité β]], il devint évident qu'une troisième particule, de masse quasi-nulle et de charge neutre existait et n'était pourtant pas observée. Ceci était imputable à la répartition continue de valeurs de l'[[énergie cinétique]] et des [[moment cinétique|moments cinétiques]] des électrons émis par rayonnement β : ce dernier devait donc produire cette particule neutre et quasiment sans masse (ou sans masse du tout) pour expliquer ce comportement. ==Déroulement potentiel de l'expérience == Lors d'une émission β la particule prédite, l'[[neutrino|antineutrino électronique]] (<math>\bar{\nu}_e</math>), devrait interagir avec un [[proton]] afin de produire un [[neutron]] et un [[positron]], particule d'antimatière {{guil|contrepartie}} de l'électron : :<math>\bar{\nu}_e + \mbox{p} \rightarrow \mbox{n} + \mbox{e}^+</math> Le [[positron]] ainsi créé rencontrerait rapidement un [[électron]], s'annihilant entre eux (processus dit d'[[annihiliation]]). Les deux [[Rayon gamma|photons gamma]] (<math>\gamma </math>) résultants sont facilement détectables. ==Conditions expérimentales== Lors de cette expérience, Cowan et Reines utilisèrent un [[réacteur nucléaire]] afin de créer un flux de neutrinos de 5×10<sup>13</sup> particules par seconde et par centimètre carré<ref>{{cite book | author=Griffiths, David J. | title=Introduction to Elementary Particles | publisher=Wiley, John & Sons, Inc | year=1987 | id=ISBN 0-471-60386-4}}</ref>, bien plus intense que tout flux disponible produit par d'autres sources [[radioactive]]s. Les neutrinos devaient interagir ensuite (comme indiqué ci-dessus) avec des [[proton]]s dans un réservoir d'eau, créant des [[neutron]]s et des [[positron]]s, chaque positron créant par la suite une paire de photons γ lors de son annihiliation avec un [[électron]].<br> Les rayons gamma auraient été détectés en plaçant un matériau [[scintillateur]] dans un réservoir d'eau. Ce matériau scintillateur produira des éclairs lumineux en réponse aux rayons gamma, éclairs détectés par des tubes [[photomultiplicateur]]s. Cependant, cette expérience en tant que telle ne fut pas assez concluante, les incitant à proposer une seconde expérience confortant celle-ci.<br> Ils choisirent de détecter les [[neutron]]s en plaçant du [[chlorure de cadmium]] dans le réservoir. le [[cadmium]] est un absorbeur de neutrons très efficace (et est utilisé pour cela dans les [[barre de contrôle (nucléaire)|barres de contrôle]]) et produit du rayonnement gamma lors de cette absorption. :<math>\mbox{n} + ^{108} \mbox{Cd} \rightarrow ^{109} \mbox{Cd}* \rightarrow ^{109} \mbox{Cd} + \gamma</math> Le dispositif est tel que le photon gamma émis par le cadmium serait détecté 5 [[microseconde]]s après le photo gamma émis par le positron, si ce rayonnement était réellement émis par un neutrino. ==Résultats == Cowan et Reines effectuèrent leur expérience initialement à [[Hanford]] ([[États-Unis d'Amérique]]), puis la déménagèrent dans la centrale de [[Savannah River Site|Savannah River]], près d'[[Augusta (Géorgie)]], où ils disposaient d'une meilleure protection contre les [[rayon cosmique|rayons cosmiques]]. Cet endroit protégé se situait à 11 m du réacteur et 12 m sous terre. Ils utilisèrent deux réservoirs d'un total de 200 litres d'eau avec environ 40 kg de CdCl<sub>2</sub> dissous. Les réservoirs d'eau étaient intercalés entre deux couches de scintillateurs contenant 110 tubes photomultiplicateurs de cinq [[Pouce (unité)|pouces]] (127 mm). Après des mois de collecte de données, ils avaient obtenu des données caractérisant trois [[neutrino]]s par heure dans leur détecteur. Pour être absolument certains qu'ils détectaient bien des neutrinos selon le schéma décrit précédemment, ils arrêtèrent le réacteur afin de montrer l'existence d'une différence dans les évènements détectés.<br> Ils avaient prédit une section efficace pour cette réaction d'environ 6&times;10<sup>&minus;44</sup> cm&sup2; et mesurèrent une section efficace de 6,3 6&times;10<sup>&minus;44</sup> cm&sup2;. Leurs résultats furent publiés en [[1956 en science|1956]]<ref>C. L. Cowan, Jr., F. Reines, F. B. Harrison, H. W. Kruse et A. D. McGuire, "Detection of the Free Neutrino: A Confirmation", ''Science'' '''124''', 103 (1956).</ref><sup>, </sup><ref>Frederick Reines et Clyde L. Cowan, Jr., "The Neutrino", ''Nature'' '''178''', 446 (1956).</ref>. == Références== <references /> == Voir aussi == * [[expérience Homestake]], visant à la détection des neutrinos solaires. * [[Particule (physique)|particule]] * [[neutrino]] == Liens externes == * {{en}} [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/cowan.html Expérience du neutrino]. * {{en}} [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/proton.html#c4 Rayonnement neutronique]. * {{en}} [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/beta.html#c2 Rayonnment β]. * {{en}} [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/neutrino.html#c1 Neutrinos et antineutrinos électroniques]. {{Traduction/Référence|en|Neutrino experiment|181933788}} {{Portail physique}} [[Catégorie:expérience de physique des particules]] [[en:Neutrino experiment]] [[es:Expermiento del neutrino]] [[hu:Neutrínó-kísérlet]]