NEUTRINOS de l’ UNIVERS (de basse énergie). L’exemple des neutrinos solaires PLANPLAN Les neutrinos cosmologiques Conclusions Les Supernovae de type II.

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1 NEUTRINOS de l’ UNIVERS (de basse énergie)

2 L’exemple des neutrinos solaires PLANPLAN Les neutrinos cosmologiques Conclusions Les Supernovae de type II et les neutrinos

3 1970 le détecteur L’exemple des NEUTRINOS SOLAIRES 600 tonnes de C 2 Cl 4 e + 37 Cl 37 Ar + e - mine de Homestake (Dakota du Sud) Une expérience pionnière… LE PROBLÈME du „DEFICIT“ DES -SOLAIRES... R. Davis « On observe beaucoup moins de neutrinos solaires qu’attendu. »

4 La COMPRÉHENSION du “déficit” 30 ans d’expériences dédiées sur les -solaires GALLEX, SK, SNO, BOREXINO, …KamLAND R. Davis, M. Koshiba et R. Giacconi Prix Nobel en 2002 la source Hélio-sismologie, réactions Découverte des oscillations Expériences -solaires & KamLAND

5 vitesse du son dans le soleil (helio-sismologie) Couvidat, T-C, Kosovichev, ApJ 2003. Garcia et al. 2001 LE SOLAIRES Flux mesuré de e du 8 B (10 6 cm -2 s -1 ) 5.31 ± 0.6 5.27 ± 0.27 ± 0.38 (2003) 4.85 SNO Modèle sismique Modèle standard Comparaison avec les modèles solaires Turck Chièze et al, PRL 2004. UNE VISION COHERENTE DES FLUX des.

6 LES NEUTRINOS et LE SOLEIL: le futur Spectroscopie des e p-p EXPERIENCES NEUTRINOS Plusieurs projets en phase d’étude (e.g. TPC). Role de la rotation et du champ magnétique ? SOURCES SoHO (2009),SDO(2008), GOLF-NG

7 2dFGRS LES NEUTRINOS COSMOLOGIQUES WMAP La limite actuelle (2  ) sur la masse est  m <1 eV J. Lesgourgues et al., 2004 LIMITE FUTURE: 0.3 eV Des informations importantes sur les propriétés des neutrinos (e.g. masses, existence de neutrinos steriles). Par exemple :

8 Totani et al., Astr.. J. 1998 t (s) 0.11. 10 Les neutrinos suivent de près l’explosion. Rampp and Janka, Astr. J. 2000 Le mécanisme d’explosion reste à élucider. SUPERNOVAE de type II… collapse e burst refroidissement

9 SN1987AévènementsSN1987Aévènements LA SN1987A Dans le Grand Nuage de Magellan (50 kpc) Une première confirmation des prédictions théoriques ainsi que des informations precieuses sur les.

10 détection sur terre …et PROPRIéTés DES NEUTRINOS Propagation des neutrinos dans l’ étoile (effet MSW) V (  ) G F  e. e e e e W Les propriétés des laissent une empreinte sur les flux. m2m2 vacuum haute   1 coeur  1 flux des  à l‘ émission  e   10 A = -  m 2 /4E cos 2  B = -  m 2 /4E sin 2  Le potentiel est produit par le couplage à la matière. La mesure de l’énergie moyenne des neutrinos électroniques nous renseignerait sur l’angle de mélange  13. Volpe et al., PRD 2003

11 Supernovae type II propagation dans l’étoile luminosité, spectre, distribution en temps nucleosynthèse refroidissement interaction -noyau Neutrinos hiérarchie de masse angle de mélange  13 nature de Majorana ou de Dirac moment magnétique neutrinos stériles  W l Beacom and Vogel (1998), Fuller et al, (1999), Dighe and Smirnov (2000), Chiu and Kuo (2000), Dutta et al (1999,2000,2001), Beacom and boyd (2000), 2001), Takahashi et al (2001,2002), Akhmedov et al.(2003),Volpe et al.(2003)…. Un lien très étroit. Une vision globale est indispensable!

12 LES OBSERVATOIRES Andromeda pour une explosion extra-galactique 40 évènements Détection des neutrinos de supernovae reliques (détecteur dopé au Gd, Beacom & Vagins 2003) LA DETECTION de ces est IMPORTANTE pour la PHYSIQUE des SUPERNOVAE et des. SNO 1000 SK 9000 OMNIS 2000 Mégatonne 140000 Une explosion galactique: EVENEMENTS Projet NOSTOS

13 Propriétés intrinsèques, e.g. moment magnétique Interaction neutrino-noyau 6 He boost 6 He Beta-beams…. Des nouvelles contraintes pour la 2 . UNE INSTALLATION POUR DES DE BASSE ENERGIE POTENTIALITES LA PROPOSITION Volpe, Journ. Phys, 2004. Utiliser le concept des beta-beams pour produire des faisceaux neutrinos de basse énergie ( dizaines à 100 MeV ). DE BASSE ENERGIE …

14 Détecteur proche PS SPS EURISOLEURISOL Beta-beam de haute énergie anneau stockage …ou auprès d’un laboratoire produisant dans l’avenir des faisceaux exotiques de haute intensité (accélération jusqu’au GeV, anneau de stockage). UNE OPPORTUNITE UNIQUE Beta-beams de basse énergie

15 Conclusions L’étude des neutrinos de l’Univers nous apporte des informations cruciales sur les propriétés des neutrinos. Groupe de travail « Neutrinos de l’Univers » Plusieurs objectifs possibles pour les  -solaires  -cosmologiques  des supernovae  En lien avec les expériences futures  ou en phase d’étude.

16 Understanding Nucleosynthesis The site where the heavy elements are synthetized is not known. Calculations of abundances. Supernova type II explosions: 99 % of the energy is emitted as neutrinos. -NUCLEUS INTERACTIONS ARE NEEDED. neutrino capture ! N N+1N-1 Z Z+1 neutron capture  -decay NEUTRONS PROTONS neutron-rich (exotic) nuclei. Cristina Volpe (IPN Orsay)

17 Perspectives -solaires : vers la spectroscopie des neutrinos pp et une vision hydro-dynamique du Soleil. -cosmologiques : pousser les limites sur la somme des masses à 0.3 eV.  supernovae : des avancées sur - la modélisation de l’étoile incluant les progrès importants sur les neutrinos, - l’étude des propriétés par mesures directes.