LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD COM/2018 JUNE -3

Muon antineutrino oscillation spotted by NOvA

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MISE À JOUR DE LA RECHERCHE SUR LES PARTICULES ET INTERACTIONS

Oscillations antineutrino muonique repérées par NOvA

07 juin 2018 Hamish Johnston

Antineutrino search: the NOvA detector in northern Minnesota. (Courtesy: Fermilab/Reidar Hahn)

La meilleure preuve encore que les antineutrinos muons peuvent se transformer en antineutrinos à électrons a été trouvée par l'expérience NOvA aux États-Unis. La mesure consistait à envoyer un faisceau d'antineutrinos à muons de plus de 800 km à travers la Terre depuis le Laboratoire Fermi près de Chicago jusqu'à un détecteur dans le nord du Minnesota. Après avoir fonctionné pendant environ 14 mois, NOvA a trouvé qu'au moins 13 des antineutrinos du muon avaient changé de type, ou "saveur", au cours de leur voyage.

Les résultats ont été présentés à la conférence Neutrino 2018, qui se tient à Heidelberg, en Allemagne, cette semaine. Bien que la mesure soit toujours inférieure au seuil statistique requis pour revendiquer une «découverte», le résultat signifie que les propriétés fondamentales des neutrinos et des antineutrinos peuvent être comparées en détail. Cela pourrait éclairer d'importants mystères de la physique, par exemple pourquoi il y a très peu d'antimatière dans l'univers.

Les neutrinos et antineutrinos existent en trois saveurs: électron, muon et tau. Les particules subatomiques existent également dans trois états de masse, ce qui signifie que les neutrinos (et les antineutrinos) changeront continuellement de saveur (ou oscilleront). L'oscillation du neutrino a surpris les physiciens, qui pensaient à l'origine que les neutrinos n'avaient pas de masse. En effet, les origines de la masse des neutrinos ne sont pas bien comprises et une meilleure compréhension de l'oscillation des neutrinos pourrait indiquer une nouvelle physique au-delà du modèle de Standar.

Le NOVA fonctionne depuis plus de trois ans et comprend deux détecteurs, l'un situé au Fermilab et l'autre au Minnesota près de la frontière avec le Canada. Les antineutrinos du muon dans le faisceau sont produits dans l'installation NuMI du Laboratoire Fermi en tirant un faisceau de protons sur une cible de carbone. Cela produit des pions, qui se désintègrent ensuite pour produire des neutrinos muoniques ou des antineutrinos muoniques - en fonction de la charge du pion. En focalisant les pions d'une charge dans un faisceau, les chercheurs peuvent créer un faisceau de neutrinos ou d'antineutrinos.

Le faisceau est orienté sur une légère trajectoire descendante, de sorte qu'il peut traverser la Terre jusqu'au détecteur du Minnesota, qui pèse 14 000 tonnes. Les neutrinos et antineutrinos à électrons sont détectés lorsqu'ils entrent très occasionnellement en collision avec un atome dans un scintillateur liquide, ce qui produit un minuscule éclair de lumière. Cette lumière est convertie en signaux électriques par des tubes photomultiplicateurs et le type de neutrino (ou antineutrino) peut être élaboré en étudiant le modèle de signal produit.

Les premiers résultats de l'expérience avec l'antineutrino ont débuté en février 2017 et se sont terminés en avril 2018. Les premiers résultats ont été présentés à Heidelberg par le membre de la collaboration Mayly Sanchez de l'Iowa State University qui a rapporté un total de 18 antineutrinos électroniques détectés par le détecteur du Minnesota. Si les antineutrinos du muon n'oscillaient pas en antineutrinos à électrons, seulement cinq détections auraient dû être observées.

"Le résultat est au-dessus du niveau 4σ, ce qui est une preuve solide de l'apparence antineutrino électronique", a déclaré Sanchez à Physics World, ajoutant que c'était la première fois que l'on voyait apparaître des antineutrinos électroniques dans un faisceau d'antineutrinos muoniques. Bien que ce niveau soit inférieur au niveau 5σ normalement accepté en tant que découverte en physique des particules, il constitue une preuve beaucoup plus forte que celle trouvée par les physiciens travaillant sur le détecteur T2K au Japon - qui a rapporté l'année dernière des signes d'oscillation

En 2014-2017, le NOvA a détecté 58 neutrinos d'électrons qui sont apparus dans un faisceau de neutrinos à muons. Cela a permis aux physiciens du NOvA de comparer les vitesses auxquelles les neutrinos muoniques et les antineutrinos oscillent avec leurs équivalents électroniques respectifs. Selon Sanchez, l'équipe a vu une petite différence qui a une signification statistique de seulement 1,8 σ. Bien que cette différence soit bien dans les limites de l'incertitude de mesure attendue, si elle persiste à mesure que davantage de données sont collectées, elle pourrait indiquer une nouvelle physique.

Sanchez dit que NOvA fonctionne toujours en mode antineutrino et que la quantité de données sera doublée d'ici 2019.

MON COMMENTAIRE /Cet article me contraint à interroger mes lecteurs !CHERS AMIS dites-moi puisque antineutrinos et neutrinos ont même masse et même absence de polarité électrique , par quoi peuvent ils différer ????   Et je vous réponds :par la valeur et le signe de leur spin !+1/2 .-1/2 ….Mais les curieux vont me dire alors  : »Nous savons Olivier  , qu’ ils n’ont quasiment aucune attirance pour quoi que ce soit  et qu’ il faut des pièges très volumineux et protégés de beaucoup de parasites pour arriver à discriminer leurs captures ….  Cependant si par hasard le neutrino Popaul rencontre son exact  antineutrino , va -t -on  apercevoir le résultat de cette  annihilation ??? Et à nouveau je réponds : OUI ! Mais il  faudra que tous les deux possèdent une énorme énergie cinétique de translation   …..Et celles- ci leur permettra même de générer le boson hybride Z°   dont la masse   leur est  fantastiquement supérieure à v=0….. Dernière question de mes lecteurs : comment cela se peut-il ???? Réponse : Grace à des vitesses relativistes proches  de c  et aussi à une section de capture   pas complétement nulle !!!!!!

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Molécules organiques trouvées dans les anciennes roches martiennes

Organic molecules found in ancient Martian rocks

Drilling down: self portrait of Curiosity Rover at a drilling site on Mars. The drilled hole can be seen on the Martian surface. This location was not part of this latest study. (Courtesy: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

08 juin 2018 Hamish Johnston

 Curiosity Rover

Drilling down: autoportrait de Curiosity Rover sur un site de forage sur Mars. Le trou foré peut être vu sur la surface de Mars. Cet emplacement ne faisait pas partie de cette dernière étude. (Courtoisie: NASA / JPL-Caltech / MSSS)

Des molécules organiques ont été trouvées dans des roches anciennes sous la surface de Mars. La découverte a été faite par le Curiosity Rover de la NASA en forant dans un mudstone ( boue transformée en roche par le temps) qui a été déposé il y a 3,5 milliards d'années au fond d'un lac martien. Les molécules trouvées comprennent des thiophènes riches en soufre, des hydrocarbures aromatiques, tels que le benzène, et des hydrocarbures aliphatiques tels que le propane.

Bien que la présence de ces molécules ne prouve pas que la vie ait existé sur la planète rouge, la découverte suggère que les conditions sur Mars auraient pu être semblables à celles sur Terre lorsque la vie est apparue il y a plus de 3 milliards d'années

La découverte est rapportée dans la revue Science par Jennifer Eigenbrode de la NASA et une équipe internationale de scientifiques. Ils ont utilisé l'instrument Discovery Analysis at Mars (SAM) de Discovery pour examiner des échantillons prélevés dans le cratère Gale de Mars à l'aide d'un foret pouvant sonder 5 cm sous la surface.

SAM travaille en chauffant des échantillons de roche pour libérer tous les composés organiques qui peuvent être présents. Les gaz émis sont ensuite analysés à l'aide d'un spectromètre de masse  associé à la  chromatographie en phase gazeuse et d'un spectromètre laser.

Ce n'est pas la première fois que Curiosity détecte des molécules organiques, mais les mesures précédentes ont été considérées comme non fiables en raison de la contamination possible des échantillons et des réactions chimiques indésirables.

Alors que de tels composés organiques pourraient avoir été produits par la vie ancienne - ou auraient pu fournir une source de nourriture pour les organismes anciens - il est également possible que les molécules aient été créées en l'absence totale de vie. " CuriositY n'a pas déterminé la source des molécules organiques", explique Eigenbrode.

Apparemment stérile et dépourvue de vie aujourd'hui, les scientifiques croient que Mars a pu être autrefois un environnement plus hospitalier. Les données recueillies par Curiosity en 2015 suggèrent que le cratère Gale était autrefois la maison des ruisseaux et des lacs d'eau liquide. Maintenant, les scientifiques savent qu'une partie de cette eau contenait des molécules qui pourraient être associées à la vie.

L'administrateur associé de la NASA, Thomas Zurbuchen, affirme que l'agence veut continuer à rechercher des signes de vie sur Mars. "Avec ces nouvelles découvertes, Mars nous dit de garder le cap et de continuer à chercher des preuves de vie".

Dans un deuxième article de Science, Christopher Webster de la NASA et une équipe internationale décrivent comment ils ont utilisé des instruments embarqués par  Curiosity pour mesurer une variation saisonnière des niveaux de méthane dans l'atmosphère martienne. L'étude, qui a duré trois années martiennes (environ cinq années terrestres), a révélé que la concentration de méthane en été était presque trois fois plus élevée qu'en hiver. Webster et ses collègues disent que la variation ne peut actuellement pas être expliquée par des processus connus sur Mars.

MON COMMENTAIRE  / Certains scientifiques  pensent que la variation saisonnière de méthane ‘(CH4)  pourrait être le résultat d’un processus « cousin’’   se déroulant  plus en profondeur  et connu sur  Terre  dans les tourbières …Des fermentations microbiennes  en milieu humide  peu oxygéné   induisent par exemple une formation d’acide acétique puis de méthane et  CO 2…MAIS TOUT CELA RESTE A PROUVER  car la désorption annuelle  du méthane par élévation de température  peut résulter aussi de méthane fossile   qui sera  re-adsorbé    en sol quand la saison  froide martienne reviendra ……

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