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| NOvA (expérience) | |
|---|---|
| Nom | NOvA |
| Type | Expérience en physique des particules |
| Domaine | Physique des neutrinos |
| Début | 2009 |
| Statut | En opération |
| Siège | États-Unis |
| Principaux | Fermilab, Université du Minnesota, Brookhaven National Laboratory |
NOvA (expérience) est une expérience de physique des neutrinos menée par une collaboration internationale centrée sur l'étude des oscillations des neutrinos muoniques et électroniques. Développée en grande partie aux Fermilab, elle met en relation des installations réparties entre le Fermilab et le site d'Ash River dans le Minnesota, impliquant des institutions comme Université du Minnesota, Brookhaven National Laboratory, Argonne National Laboratory et des universités internationales. L'expérience s'inscrit dans la continuité des programmes d'oscillation menés par Super-Kamiokande, T2K, MINOS et DUNE et collabore avec des laboratoires nationaux tels que SLAC National Accelerator Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory et Los Alamos National Laboratory.
Le projet a été lancé à la suite de propositions associées au programme de la Department of Energy et de l'Office of Science des États-Unis, avec des contributions d'équipes issues d'Université Harvard, Massachusetts Institute of Technology, University of California, Berkeley, Oxford University et de centres de recherche européens comme le CERN et l'INR. NOvA utilise le faisceau nuancé produit par l'accélérateur du Fermilab pour envoyer un flux de neutrinos sur une longue distance vers un détecteur lointain, s'insérant dans le cadre des efforts menés par des collaborations internationales telles que IceCube, KamLAND, SNO et Borexino. Le financement provient de bailleurs comme la National Science Foundation, la DOE et divers organismes nationaux de recherche dont le Science and Technology Facilities Council.
L'objectif principal est de mesurer les paramètres d'oscillation des neutrinos, notamment la hiérarchie de masse et le paramètre de violation de la symétrie CP, en comparant les taux de conversion de neutrino muoniques en neutrino électroniques. Les résultats visent à compléter les mesures réalisées par T2K, Daya Bay, RENO et Double Chooz afin de contraindre le paramètre δ_CP et l'angle de mélange θ_23, tout en testant des modèles au-delà du Modèle standard proposés par des groupes théoriques affiliés à CERN, Perimeter Institute, Institute for Advanced Study et Princeton University. L'expérience cherche aussi des signatures de physique exotique telles que des oscillations stériles, des interactions non standard étudiées par des équipes de Brookhaven National Laboratory et Fermi National Accelerator Laboratory.
NOvA comprend deux détecteurs principaux : un détecteur proche situé au Fermilab et un détecteur lointain à Ash River, Minnesota. Les détecteurs sont constitués de modules en plastique à cellules remplies de scintillateur liquide et instrumentés avec des fibre optiques et des photodétecteurs comme des APDs similaires à ceux développés au Lawrence Berkeley National Laboratory et au Stanford Linear Accelerator Center. La conception s'inspire des technologies employées par MINOS et d'innovations issues de collaborations avec University of Oxford et University College London. Les systèmes d'acquisition de données (DAQ) et d'électroniques ont été développés en coopération avec SLAC, Argonne National Laboratory et des groupes d'ingénierie de University of Michigan.
Le faisceau provient du complexe d'accélérateurs du Fermilab et traverse le Minnesota pour atteindre le site de Ash River, où se trouve le détecteur lointain, installé sur un campus proche d'institutions régionales comme University of Minnesota Duluth et le Voyageurs National Park (région). L'implantation implique des collaborations logistiques avec des agences locales et des laboratoires nationaux tels que Brookhaven National Laboratory et Los Alamos National Laboratory. Les installations comprennent des salles blanches, des centres de contrôle alimentés par des infrastructures électriques gérées par des équipes issues de University of Wisconsin–Madison et des systèmes cryogéniques partagés avec des partenaires comme Fermi National Accelerator Laboratory.
Le faisceau de protons ciblé pour produire des pions et des kaons est façonné par les chaînes d'accélérateurs du Fermilab avec des sections optimisées par des ingénieurs de SLAC et du Brookhaven National Laboratory. Les neutrinos traversent le détecteur proche pour caractérisation initiale avant d'être mesurés au détecteur lointain ; les données sont stockées et analysées via des grilles de calcul et des centres HPC impliquant le National Energy Research Scientific Computing Center, le Open Science Grid et des ressources à CERN et NERSC. L'analyse des événements mobilise des frameworks logiciel développés par des équipes de University of Chicago, Columbia University, University of California, Irvine et University of Texas at Austin.
NOvA a publié des mesures compétitives des paramètres d'oscillation, des contraintes sur la hiérarchie de masse et des indications sur δ_CP, en collaboration avec des groupes publiant également chez Physical Review Letters, Physical Review D, Journal of High Energy Physics et Nature Physics. Les publications croisées et les prépublications font intervenir des collaborations avec T2K et des analyses combinées coordonnés par des institutions comme CERN et Brookhaven National Laboratory. Des résultats sur les recherches d'oscillations stériles et d'interactions non standard ont été présentés lors de conférences telles que International Conference on High Energy Physics, Neutrino Conference et American Physical Society meetings.
La collaboration regroupe des centaines de chercheurs affiliés à des universités et laboratoires comme Fermilab, Brookhaven National Laboratory, Argonne National Laboratory, University of Minnesota, Harvard University, MIT, Oxford University, CERN et SLAC, organisée en comités exécutifs et groupes de travail. Le financement et la gouvernance impliquent la Department of Energy, la National Science Foundation, des agences européennes et des conseils nationaux de recherche, avec coordination administrative assurée par des bureaux au Fermilab et des comités scientifiques incluant des membres de Perimeter Institute et du Institute for Advanced Study.
Category:Expériences en physique des neutrinos