DONUT
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DONUT (Direct Observation of the NeUtrino Tau) est une expérience à Fermilab destinée à détecter le neutrino tau.
Le détecteur a fonctionné pendant quelques mois au cours de l'été 1997, et a réussi à détecter le neutrino tau[1]. Il a confirmé l'existence du dernier lepton prédit par le modèle standard de la physique des particules[2]. Les données de l'expérience ont également été utilisées pour fixer une limite supérieure au moment magnétique du neutrino tau[3] et mesurer sa section efficace[4].
Dans DONUT, des protons accélérés par le Tevatron ont été utilisés pour produire des neutrinos tau via la désintégration des quarks charmés. Après avoir éliminé autant de particules de fond indésirables que possible par un système d'aimants et de matières en vrac (principalement du fer et du béton), le faisceau passait à travers plusieurs feuilles d'émulsion nucléaire (en). Dans de très rares cas, l'un des neutrinos interagissait dans le détecteur, produisant des particules chargées électriquement qui laissaient des traces visibles dans l'émulsion et pouvaient être enregistrées électroniquement par un système de scintillateurs et de chambres à fils[1].
Grâce aux informations électroniques, les interactions possibles entre les neutrinos ont été identifiées et sélectionnées pour une analyse plus approfondie. Il s'agissait de développer photographiquement les feuilles d'émulsion de manière que toute trace laissée par les particules qui les traversent se présente sous la forme d'un petit point noir. En reliant ces points aux feuilles suivantes, le chemin suivi par chaque particule a été reconstruit et les interactions probables entre les neutrinos ont été identifiées. Les propriétés caractéristiques des interactions de neutrinos étaient que plusieurs traces apparaissaient soudainement sans qu'aucune ne les précède. Le neutrino tau a été identifié par une de ces traces montrant un « coude » après quelques millimètres, indiquant la désintégration d'un lepton tau[1].
