Le département de physique de l'Université d'Oxford jouera un rôle central dans une installation scientifique mondiale phare qui pourrait changer notre compréhension de l'univers.

Le Royaume-Uni investit 65 millions de livres sterling dans l'initiative, qui sera basé aux États-Unis et pourrait assurer la position de la Grande-Bretagne en tant que partenaire de recherche international de choix.

Le ministre britannique des universités et des sciences, Jo Johnson, a signé aujourd'hui l'accord avec le département américain de l'Énergie pour investir la somme dans le Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) et le Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). DUNE étudiera les propriétés de particules mystérieuses appelées neutrinos, ce qui pourrait aider à mieux comprendre le fonctionnement de l'univers et pourquoi la matière existe.

Le Science and Technology Facilities Council (STFC) du Royaume-Uni gérera l'investissement du Royaume-Uni dans l'installation internationale, donnant aux scientifiques et ingénieurs britanniques la chance de jouer un rôle de premier plan dans la gestion et le développement du détecteur lointain DUNE et de la ligne de faisceau LBNF et du développement de l'accélérateur PIP-II associé.

Le LBNF sera le faisceau de neutrinos à haute énergie le plus intense au monde. Il tirera des neutrinos à 1300 km du Fermilab dans l'Illinois vers le 70, Détecteur DUNE de 000 tonnes au Sanford Underground Research Facility (SURF) dans le Dakota du Sud afin d'étudier les oscillations des neutrinos. Une fois construit, il fonctionnera pendant au moins 15 ans et entreprendra un programme scientifique vaste et passionnant.

Professeur Ian Shipsey, Responsable de la physique des particules à Oxford, a déclaré:«Les neutrinos sont la deuxième particule la plus courante dans l'univers et pourtant, aujourd'hui, nous en savons plus sur la particule de Higgs récemment découverte que sur les neutrinos. Une grande partie de ce que nous savons, cependant, a été minutieusement reconstitué pendant de nombreuses années dans le cadre d'expériences très intelligentes sur les neutrinos dans lesquelles les physiciens d'Oxford ont joué un rôle de premier plan.

«Je suis ravi que l'accord qui vient d'être signé entre les États-Unis et le Royaume-Uni permettra à de nombreux physiciens britanniques, y compris mes brillants collègues d'Oxford et experts en neutrinos, le professeur Giles Barr et le professeur Alfons Weber, de continuer à en apprendre davantage sur les neutrinos en participant à ce qui est sans doute l'expérience la plus ambitieuse jamais montée pour les étudier ».

le professeur Alfons Weber, le chercheur principal britannique du projet, a déclaré:'C'est un rêve devenu réalité. Nous avons travaillé dur au cours des dernières années pour développer les techniques nécessaires pour pouvoir construire cette expérience. Nos partenaires du nord se sont concentrés sur les structures de lecture, tandis que nous, à Oxford, avons pris la tête du développement du système d'acquisition de données.

« Nous avons une excellente équipe qui a proposé des solutions innovantes. Ces détecteurs doivent être énormes car les neutrinos interagissent si rarement. Vous devez optimiser le coût pour que nous puissions construire le plus grand détecteur possible, mais en même temps il doit être suffisamment sensible pour pouvoir encore mesurer ces faibles interactions. J'organise maintenant une étude de conception pour spécifier le détecteur proche, qui est un outil essentiel pour caractériser le faisceau de neutrinos et les interactions.'

Le professeur Giles Barr a dirigé le groupe de conception d'acquisition de données du projet international au cours des quatre dernières années. Sous sa direction, la collaboration a développé les concepts pour gérer le grand ensemble de données de ce 70, Détecteur de 000 tonnes. Il a supervisé la première mise en œuvre et les premiers tests et est maintenant fortement impliqué dans la mise en service du dernier prototype à grande échelle sur un faisceau d'essai au CERN. Commentant son rôle dans l'expérience, il a déclaré:"C'est passionnant de travailler avec des personnes à la fois locales et internationales qui ont l'expertise et l'imagination pour tirer le maximum de performances de certains très high-tech, composants électroniques modernes.

"Le détecteur générera plus d'un téraoctet de données brutes chaque seconde pendant plus de 20 ans et il est de notre devoir de trouver et de conserver les parties des données qui montrent les neutrinos interagissant dans le détecteur -" l'aiguille dans la botte de foin ".

La communauté de recherche britannique est déjà un contributeur majeur à la collaboration DUNE, avec 14 universités britanniques et deux laboratoires STFC fournissant une expertise et des composants essentiels à l'expérience et à l'installation. Cela va de l'objectif de production de neutrinos de haute puissance, les plans de lecture et les systèmes d'acquisition de données au logiciel de reconstruction.

Un aspect que les scientifiques de DUNE rechercheront est les différences de comportement entre les neutrinos et leurs homologues antimatière, antineutrinos, ce qui pourrait nous donner des indices sur la raison pour laquelle nous vivons dans un univers dominé par la matière - en d'autres termes, pourquoi nous sommes tous ici, au lieu d'avoir été anéanti juste après le Big Bang. DUNE surveillera également les neutrinos produits lors de l'explosion d'une étoile, qui pourrait révéler la formation d'étoiles à neutrons et de trous noirs, et étudiera si les protons vivent éternellement ou finissent par se désintégrer, nous rapprochant de la réalisation du rêve d'Einstein d'une grande théorie unifiée.

L'expérience DUNE attirera des étudiants et jeunes scientifiques du monde entier, aider à favoriser la prochaine génération de leaders dans le domaine et à maintenir la main-d'œuvre scientifique hautement qualifiée dans le monde entier.