26 mars 2001 
Le cosmos dans un grain de glace
Comme
le savent les amateurs d’affaires spatiales, on peut
aller au Pôle Sud pour y chasser des météorites.
Mais on peut aussi y aller pour découvrir des...
galaxies.
Que pensez-vous de cette nouvelle?
Discutez-en dans le forum
Science-Presse/Médito
On a fait grand cas, ces dernières
années, de ces immenses détecteurs de neutrinos
—des particules invisibles, sur lesquelles nous revenons
plus loin- installés à grands frais au plus
profond de mines désaffectées, entre autres
au Canada (plus précisément en Ontario), et
au Japon. Or, voilà qu’une découverte
surgie la semaine dernière dans la revue Nature
nous apprend qu’un tel détecteur existe aussi
dans les glaces de l’Antarctique.
Un neutrino, c’est
une particule invisible, inoffensive, inutile, et qui ne
pèse (presque) rien. Les neutrinos sont émis
en permanence par notre Soleil, de même par toutes
les étoiles du cosmos. Et le cosmos en produit un
nombre beaucoup plus élevé lorsqu’un
cataclysme se produit: par exemple, une étoile qui
meurt dans une gigantesque explosion.
Un neutrino, c’est
donc une signature d’un coin de l’univers. Une
signature d’autant plus fidèle qu’un neutrino
passe au-travers de la matière encore plus facilement
que votre doigt passe à travers l’eau, que cette
matière soit le toit d'une maison ou la Terre tout
entière (!): il peut donc parcourir d’énormes
distances sans être le moins du monde altéré.
Au point où en attraper un s’est avéré
jusqu’ici impossible : il
a fallu attendre 1998 avant d'avoir uniquement la première
preuve indirecte de l’existence des neutrinos.
Et il a fallu attender ce moment pour qu’on puisse
répondre à une question en apparence tellement
banale : le neutrino a-t-il oui ou non une masse ?
De sorte que les " filets "
à neutrinos, tels que ceux de l’Ontario et du
Japon, en dépit de
leurs premiers succès obtenus en 1998, restent encore
hautement expérimentaux. On en est encore au stade
très primaire de se demander ce que seraient les
méthodes les plus efficaces pour attraper ces particules.
Particules qui sont bien plus que de simples caprices de
physiciens, puisque certains prétendent que leur
nombre énorme pourrait influencer à lui seul
la masse totale de l’Univers -et ainsi, nous fournir
le secret de l’avenir de l’Univers : son
expansion se poursuivra-t-elle indéfiniment, ou non?
Or, la découverte
annoncée dans la dernière
édition de la revue Nature
laisse croire que, bien mieux que le fin fond d’une
mine désaffectée, c’est peut-être
le lointain continent antarctique qui détiendrait
la clef d’un " filet à neutrinos ".
Du moins, les neutrinos à haute énergie, qui
proviennent de l’espace lointain, et non les neutrinos
à faible énergie, en provenance du Soleil,
qui sont ceux dont les détecteurs ontarien et japonais
ont détectés la trace depuis deux ans.
Les premiers tests de ce
détecteur, qui fait 120 mètres de diamètre
et est enfoui à un kilomètre et demi sous
la glace, confirment la détection de ces neutrinos,
et pavent peut-être la voie à la construction
d’un véritable détecteur de neutrinos
là-bas. A cette différence près qu’au
lieu de se servir d’eau lourde, comme dans les autres
détecteurs géants de neutrinos, on se sert
de la glace comme détecteur naturel. Cela fonctionne
ainsi: l’équipement enfoui est ajusté
pour réagir aux collisions entre les neutrinos et
les protons ou neutrons de la glace environnante. Ces collisions
créent des muons, une particule que les physiciens
décrivent comme "un cousin lourd de l’électron",
muons qui émettent une lumière bleue et ultraviolette,
appelée aussi radiation Cerenkov -et c’est ça
que détectent les machines. C’est ce qui constitue
la "signature" du neutrino qui est passé
par là, tandis qu’il traversait notre planète
de bord en bord.
L’équipe internationale
d’une quarantaine de chercheurs, dirigée par
Francis Halzen, de l’Université du Wisconsin,
ne se contient plus. Son joujou, appelé Amanda (Antarctic
Muon and Neutrino Detector Array), en opérations
depuis 1997, a parfaitement rempli la mission qu’on
attendait de lui. Sur une période de 138
jours, il a détecté 263 neutrinos à
haute énergie, et l’équipe a pu aller
jusqu’à produire une carte du ciel montrant
le lieu d’origine de chacune de ces 263 particules.
"Cet accomplissement, commente John Bahcall, physicien
des neutrinos à l’Institut des études
avancées de Princeton (New Jersey), marque le début
d’une nouvelle science potentielle, l’astronomie
extra-galactique à l’aide de neutrinos".
Certains astronomes affirment par exemple que ces neutrinos
à haute énergie, étant générés
dans des régions à très forte activité,
pourraient provenir de la frontière même de
trous noirs tels que ceux qui se trouvent au centre de plusieurs
galaxies -sans parler des neutrinos qui proviennent peut-être
des limites extrêmes de l’Univers, nés
au moment du plus violent événement cosmique
de tous les temps: le Big Bang.
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