Pour la première fois, des scientifiques ont détecté une particule élémentaire, le neutrino, à un niveau d’énergie jamais relevé auparavant. C’est un record. Détectée par le télescope KM3NeT située au fond de la mer Méditerranée, cette découverte « bouscule » le modèle physique actuel. Les résultats sont parus dans la revue Nature ce 12 février 2025.
Qu’est-ce qu’un neutrino ?
Un neutrino est une particule élémentaire, qui, sur Terre, est notamment bombardée en grande quantité par le Soleil. Extrêmement petite et d’une masse très faible, elle n’interagit que très peu avec la matière qui nous entoure. Au point où les chercheurs les surnomment les « particules fantômes », en raison de la difficulté qu’ils ont à les détecter. Le CNRS explique dans son communiqué : « L’étude des neutrinos nous apporte des informations précieuses, inaccessibles autrement par des méthodes plus classiques, sur les phénomènes astrophysiques extrêmes dont ils sont originaires ».
La découverte exceptionnelle d’un neutrino à ultra-haute énergie
Alors pourquoi cette découverte est-elle différente des autres ? Parce que le neutrino détecté possède une énergie trente fois supérieure à celle de tous ceux détectés jusqu’à présent. Il pourrait être le témoin d’ « événements cataclysmiques tels que des explosions d’étoiles ou des trous noirs ».
Exceptionnelle, cette avancée l’est aussi car elle remet en question des modèles physiques de l’Univers : « Cette découverte marque le début d’un véritable jeu de pistes pour remonter à la source du neutrino détecté en analysant sa direction, son énergie et son moment d’émission. » Car si le modèle standard intègre les neutrinos, ils ne sont pas censés atteindre une telle énergie.
Un télescope au fond de la mer
L’instrument qui a permis de détecter ce neutrino rare est le télescope KM3NeT. Il s’agit littéralement d’un « observatoire géant composé de milliers capteurs de lumière » qui se trouve à plus de 2000 mètres de profondeur. Il est situé sur deux sites au fond de la mer Méditerranée, l’un le long des côtes siciliennes et l’autre du côté de Toulon, en France.
Pourquoi le fond de la mer ? Parce qu’il présente plusieurs avantages. Être sous l’eau à une telle profondeur permet de profiter « d’un milieu transparent ainsi que de l’absence de lumière parasite et de bruit de fond atmosphérique en dessous de 1000 mètres ». C’est ce que permet l’étude, entre autres, de la lumière Tcherenkov qui provient des neutrinos lorsqu’ils interagissent avec l’eau.
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