ANTARES (Astronomy with a Neutrino Telescope and Abyss environmental RESearch)
Elle se trouve au fond de la mer Méditerrannée, au large de Toulon.
film d'animation du détecteur antares
Son but est d'observer des neutrinos issus de phénomènes astrophysiques. Les neutrinos sont des particules capables de traverser la terre, et ainsi de rejaillir au fond des mers.
Une équipe du GRPHE collabore à la réalisation des éléments et programmes de contrôle des détecteurs, et aux études de physique qui sont possibles avec ANTARES.
Equipe
Arnauld Albert, MCF ( 10% sur KM3NeT)Chantal Racca, PR
Doriane Drouhin, MCF ( 80% sur KM3NeT)
Activité
- Conception et administration de la Base de Données de ANTARES
- Analyse de physique sur des sources de neutrinos
Simulation avec le détecteur 12 lignes : un muon induit sur son passage la production de lumière Tcherenkov qui se propage dans l'eau et est détectée par les photomultiplicateurs régulièrement disposés sur les 12 lignes. Ces lignes sont immergées à 2500 m de profondeur au large de Toulon: au total 75 photomultiplicateurs par ligne, organisés en 25 étages de 3 photomultiplicateurs. Les étages sont séparés de 14.5 m, le premier étant à 100 m au dessus du fond marin, et le dernier à 450 m. Chaque ligne est maintenue verticale par une bouée, immergée elle aussi, à environ 2000 m sous le niveau de la mer. Le muon peut provenir de l'interaction d'un neutrino avec le milieu environnant (roche, eau), dans ce cas il est descendant ou montant (un neutrino peut traverser la Terre). Le neutrino lui meme vient essentiellement des gerbes atmosphériques (flux de particules produit en haute atmosphère par l'impact de particules cosmiques), mais peut provenir directement d'astres dans lesquels des phénomènes intenses ont lieu: Noyaux actifs de Galaxies (trous noirs super massifs), Micro Quasars (trou noir + étoile compagnon) ... . Ce sont ces neutrinos qui intéressent ANTARES. Les neutrinos provenant des gerbes atmosphériques sont donc un bruit de fond, qu'il faut distinguer des neutrinos astrophysiques recherchés. De plus, les gerbes atmosphériques produisent toutes sortes de particules, et en particulier des muons susceptibles d'atteindre les profondeurs de ANTARES, par le haut, constituant ainsi un bruit de fond de muons descendants très important. C'est pourquoi ANTARES s'attache à observer des muons montants. Cependant, à très haute énergie (> 10 PeV), les neutrinos ne traversent plus la terre, ils sont absorbés. A ces énergies, seuls des neutrinos descendants et horizontaux peuvent donc atteindre le détecteur. D'autre part, le signal lumineux très intense produit par les muons issus de ces neutrinos de plus de 10 PeV permet de mieux gérer le bruit de fond des neutrinos et muons atmosphériques, d'énergie bien plus faible et par conséquent de signature différente. Elle permet d'augmenter le champ de recherche du Téléscope, au delà de ses spécifications standards. Les phénomènes susceptibles de produire de tels neutrinos sont principalement les interactions au sein des noyaux actifs de galaxies, et l'interaction des protons de très haute énergie sur le fond diffus cosmologique (photons): effet GZK.
Actuellement (septembre 2009), ANTARES a 12 lignes opérationnelles pour les observations de neutrinos.
L'animation ci-dessus est un des événements observés.
Le GRPHE participe également au projet KM3NeT
qui consiste en l'étude d'un télescope
à neutrinos d'une taille de l'ordre du kilomètre cube, ANTARES étant de l'ordre de 0.02 kilomètre cube.