Des rayonnements cosmiques intriguent les physiciens depuis plusieurs années. Dans les sols glacés de l’Antarctique, la Nasa a enregistré en 2016 la présence de particules au comportement étrange : au lieu de provenir de l’espace, elles semblent jaillir de la banquise. Des chercheurs de l’université d’État de Pennsylvanie ont uni leurs forces pour tenter de comprendre ce phénomène qui a déjà inspiré de nombreuses théories.
Ils relatent cette recherche dans un article pré-publié le 25 septembre 2018 sur arXiv. Leur conclusion soutient l’hypothèse sur laquelle la communauté physicienne s’est déjà reposée, sans toutefois la démontrer. La plupart des scientifiques pensaient que ces particules étaient probablement un élément inconnu : selon cette nouvelle recherche, il y a de grandes chances que ce soit le cas.
La physique au delà du modèle standard
« Nous explorons [l’hypothèse que] ces particules aillent au delà du modèle standard pour expliquer les événements [enregistrés par] ANITA, s’ils sont correctement interprétés, et concluons que c’est le cas », écrivent les chercheurs dans leur résumé.
Ces étranges « rayonnements cosmiques » ont été observés à deux reprises par la Nasa dans le cadre du projet ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), un ballon à hélium embarquant un réseau d’antennes radio afin de repérer les rayons cosmiques d’ultra haute énergie (aussi dits zetta-particules), l’un des phénomènes les plus énergétiques connus dans la nature.
Les rayonnements cosmiques sont des flux qui circulent dans le milieu interstellaire — l’espace entre les étoiles dans une galaxie. De tels rayonnements peuvent venir du Soleil, de l’intérieur ou de l’extérieur de la galaxie.
Comme l’explique LiveScience, les scientifiques ont fondé de grands espoirs sur la découverte de la mission ANITA, lorsque le dispositif de la Nasa a permis de découvrir non pas des rayons cosmiques provenant de l’espace, mais des particules qui semblaient émerger de la Terre.
Pour tenter d’expliquer l’existence de ces rayons cosmiques, les physiciens ont commencé à élaborer des théories.
Ces particules sont très probablement un phénomène nouveau
En raison de leur comportement inhabituel, les physiciens s’accordaient à dire que ces étranges particules ne pouvaient pas faire partie du modèle standard, une théorie permettant de classifier les particules subatomiques (plus petites que les atomes) connues. Toutes les hypothèses envisageaient le fait que les particules soient la manifestation d’un phénomène nouveau, sans pour autant que cela soit vérifié.
Le travail des universitaires pennsylvaniens vient renforcer cette idée. Selon eux, les particules observées grâce à ANITA ne sont qu’une partie émergée de l’iceberg : ces rayonnements cosmiques sont bien plus nombreux que ce que nous pensions. Un autre observatoire situé dans l’Antarctique, baptisé IceCube, a eu l’occasion d’observer des particules similaires, mais aucun lien n’avait été fait entre les enregistrements d’IceCube et ceux d’ANITA, jusqu’à cette étude.
1 chance sur 3,5 millions que nous les connaissions
En combinant ces deux bases de données, les physiciens sont arrivés à la conclusion que ces étranges particules émanant de la Terre avaient une chance infime d’appartenir au modèle standard : il y a très exactement moins d’une chance sur 3,5 millions pour que ces particules en fassent partie. Autrement dit, cette découverte permet de renforcer l’hypothèse que la communauté scientifique envisageait : il est fort probable que ces particules soient une manifestation d’un phénomène nouveau.
Bien que cette découverte ne résolve pas le mystère de leur provenance, le travail de ces chercheurs est important. Il montre que les scientifiques qui voudront étudier ces étranges rayonnements cosmiques devront être prêts à questionner leurs connaissances actuelles sur l’univers s’ils veulent espérer identifier ces particules. Grâce à eux, nous sommes de plus en plus certains que la science est face à un nouveau phénomène.
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