Mesures de masse de neutrinos

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Description

Cette séance de cours couvre la mesure des masses de neutrinos à travers l'étude des spectres d'énergie électronique dans les désintégrations bêta, en se concentrant sur l'expérience KATRIN et le principe de détermination de la masse de neutrinos. Il traite également des mesures directes des masses d'électrons, de muons et de neutrinos tau, ainsi que de la configuration expérimentale du spectromètre utilisé dans ces mesures. La séance de cours explore les résultats de l'expérience KATRIN, de l'expérience Heidelberg-Moscou et de l'expérience NEMO3, fournissant un aperçu de l'état actuel et des perspectives d'avenir des mesures de masse des neutrinos.

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Séances de cours associées (40)

Concepts associés (50)

Double désintégration bêta

Le processus de double désintégration bêta est un mode de décroissance nucléaire, qui consiste en deux désintégrations bêta simultanées dans un même noyau atomique. Il résulte généralement de ce processus l'émission de deux neutrinos, mais certaines théories prédisent une double désintégration sans émission de neutrinos, bien qu'un tel évènement n'ait jamais été observé. La double désintégration bêta avec émission de neutrinos (ββ2ν) est un mode de décroissance autorisé par le modèle standard.

Radioactivité β

La radioactivité β, radioactivité bêta ou émission bêta (symbole β) est, à l'origine, un type de désintégration radioactive dans laquelle une particule bêta (un électron ou un positon) est émise. On parle de désintégration bêta moins (β) ou bêta plus (β) selon qu'il s'agit de l'émission d'un électron (particule chargée négativement) ou d'un positon (particule chargée positivement). L'émission β est notamment ce qui permet la conversion d'un neutron en proton, par exemple dans les cas de transmutation comme du tritium (T) qui se transforme en hélium 3 (He) : ⟶ + e + .

Neutrinoless double beta decay

The neutrinoless double beta decay (0νββ) is a commonly proposed and experimentally pursued theoretical radioactive decay process that would prove a Majorana nature of the neutrino particle. To this day, it has not been found. The discovery of the neutrinoless double beta decay could shed light on the absolute neutrino masses and on their mass hierarchy (Neutrino mass). It would mean the first ever signal of the violation of total lepton number conservation. A Majorana nature of neutrinos would confirm that the neutrino is its own antiparticle.

Neutrino

Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. Les neutrinos sont des fermions de , plus précisément des leptons. Ils sont électriquement neutres. Il en existe trois « saveurs » : électronique, muonique et tauique. L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois en 1930 par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique, et sa première confirmation expérimentale remonte à 1956.

Radioactivité

vignette|Pictogramme signalant la présence de matière radioactive. (☢) vignette|La maison de Georges Cuvier, au Jardin des plantes de Paris, où Henri Becquerel découvrit la radioactivité en 1896. La radioactivité est le phénomène physique par lequel des noyaux atomiques instables (dits radionucléides ou radioisotopes) se transforment spontanément en d'autres atomes (désintégration) en émettant simultanément des particules de matière (électrons, noyaux d'hélium, neutrons) et de l'énergie (photons et énergie cinétique).