De la fission aux nouvelles filières - Cenbg - IN2P3

Physique fondamentale avec des
neutrons ultra-froids
Konstantin Protasov 1
Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
CNRS-IN2P3, Université Joseph Fourier, INPG,
Grenoble
Résumé :
On présente une courte introduction à la physique des neutrons ultra froids (UCN – Ultra
Cold Neutrons), dans laquelle on évoquera la découverte de ceux-ci, leurs propriétés les plus
importantes ainsi que leur utilisation dans trois expériences de la physique fondamentale : la
mesure de la durée de vie du neutron, la mesure de son moment électrique dipolaire et
l’étude des états quantiques du neutron dans le champ gravitationnel terrestre.
Abstract :
A short introduction to the physics of Ultra Cold Neutrons (UCN) is given. It covers different
aspects from their discovery, their major properties as well as their using in the three
experiments of fundamental physics: measurements of the neutron life time and of its electric
dipole moment and studies of neutrons quantum states in the Earth’s gravitational field.
1. Neutrons ultra froids (UCN)
On utilise le terme « neutrons ultra froids » pour désigner une partie du spectre de neutrons
qui ont des énergies extrêmement faibles (de l’ordre de 10 –7 eV à laquelle on peut associer
une température de l’ordre de quelques mK d’où le nom de ces neutrons) et qui peuvent être
réfléchis par des surfaces de nombreux matériaux. Leur observation expérimentale date
d’approximativement une quarantaine d’années, et la physique liée aux UCN a déjà pu
apporter des résultats particulièrement intéressants. Elle vit aujourd’hui sa deuxième jeunesse,
en particulier grâce à la construction et à la planification de nouvelles sources de neutrons (y
compris celles de UCN) un peu partout dans le monde.
Dans ces cours, nous discuterons brièvement la physique des UCN et ses applications. La
présentation plus systématique de la physique des UCN peut être trouvée dans les livres [1.1,
1.2].
1 konstantin.protassov@lpsc.in2p3.fr
427