Des scientifiques développent une caméra capable de suivre des particules invisibles en 3D
Une équipe de chercheurs des universités ETH Zurich et EPFL a mis au point un prototype de détecteur révolutionnaire capable de réaliser une imagerie 3D à haute résolution de particules, y compris des neutrinos, à l’intérieur d’un bloc de matériau scintillant non segmenté. Ce système innovant utilise une technologie de caméra avancée pour reconstruire l’origine de la lumière, au lieu de diviser le détecteur en millions de petites unités.
Les particules faiblement interactives, comme les neutrinos et certains candidats à la matière noire, sont particulièrement difficiles à détecter en raison de leur rare interaction avec la matière ordinaire. Traditionnellement, les détecteurs doivent être de grande taille et précis pour augmenter les chances d’observer les signaux faibles qu’elles produisent, mais cela complique souvent la fabrication et la gestion des instruments.
Le prototype, développé dans le cadre du projet PLATON financé par le Fonds national suisse de la recherche scientifique, utilise une caméra à champ lumineux, qui capture non seulement l’intensité de la lumière, mais aussi la direction d’où elle provient. Cela permet de reconstruire une scène en trois dimensions, ce qui est essentiel pour détecter la lumière très faible générée par les particules dans le scintillant.
Les tests en laboratoire ont montré que ce nouveau système pouvait atteindre une résolution spatiale inférieure à 1 mm, même avec des niveaux de lumière très faibles. Les chercheurs prévoient d’améliorer encore la sensibilité du détecteur grâce à un nouveau capteur conçu pour fournir un horodatage précis des photons détectés.
Cette avancée pourrait avoir des implications bien au-delà de la physique des particules. Les chercheurs envisagent d’appliquer cette technologie à des systèmes d’imagerie médicale, comme la tomographie par émission de positons (PET), où elle pourrait améliorer la détection des signaux lumineux dans le corps humain.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Nature Communications.
Source : Nature Communications.
