Séminaires et colloques

Probing new physics via extremely rare decay search with GERDA and LEGEND / Sonder la nouvelle physique via la recherche de désintégration extrêmement rare avec GERDA et LEGEND

by Dr. Yoann Kermaidic

jeudi 23 janvier 2020 de à (Europe/Paris)
at LPSC ( Grand amphithéâtre )
Description

La désintégration double béta sans émission de neutrino (0vßß) est un canal de désintégration hypothétique extrêmement rare et une sonde privilégiée pour savoir si les neutrinos sont leur propre antiparticule. La mise en évidence d’un tel processus aurait de grandes conséquences en physique des particules et en cosmologie (e.g. leptogénèse) puisqu’elle signerait la présence d’une physique au-delà du Modèle Standard. Les expériences GERDA et MAJORANA Demonstrator, utilisant des détecteurs 76Ge, bénéficient d’une résolution en énergie supérieure et ont atteint le niveau de bruit de fond le plus bas ainsi que la meilleure sensibilité à ce jour sur la demi-vie dans ce champ de recherche ( T0v1/2 >1026ans). Cela démontre la pertinence d’une future génération d’expérience basée sur le Germanium. La collaboration LEGEND (Large Enriched Germanium Experiment for Neutrinoless double beta Decay) a été créée dans le but de construire une expérience comprenant 1 tonne d’isotope 76Ge et d’améliorer par deux ordres de grandeurs (1028 ans) la précision sur la demi-vie de la 0vßß. Une phase intermédiaire utilisant 200 kg de détecteurs enrichis en 76Ge utilisera les infrastructures existantes de GERDA au laboratoire souterrain du LNGS (Italie) au cours de la prochaine décennie. Après une description de l’expérience GERDA, je présenterai les derniers résultats obtenus en 2019 et finalement passerai en revue les développements en cours au sein de LEGEND-200.

The neutrinoless double beta decay (0vßß) is a hypothetical extremely rare decay and a very sensitive probe to identify whether neutrinos are Dirac or Majorana particles. A potential discovery of such a process has far reaching consequences for particle physics and cosmology (e.g. leptogenesis) as it would be a sign of physics beyond the Standard Model. Current 76Ge based experiments, GERDA and MAJORANA Demonstrator, benefits from a superior energy resolution and have achieved the lowest background as well as the best half-life sensitivity to date in the field (T0v1/2 >1026 yr). This demonstrates the feasibility of Germanium for a next generation experiment. The LEGEND (Large Enriched Germanium Experiment for Neutrinoless double beta Decay) collaboration has been founded with the goal to build a ton scale experiment and boost the 0vßß half-life sensitivity by two orders of magnitude (1028 yr). An intermediate step using 200 kg of enriched 76Ge detectors will make use of existing GERDA infrastructures at LNGS underground lab in Italy over the next decade. After a description of the GERDA experiment, I will present the latest results obtained in 2019 and finally review the ongoing efforts for LEGEND-200.