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Thérèse Zrihen-Dvir

Regard d'un écrivain sur le Monde

24 septembre 2011 6 24 /09 /septembre /2011 03:16

Le neutrino, une particule insaisissable et facétieuse

23-09-11 à 16:44 6 réactions

Une particule élémentaire, le neutrino, pourrait voyager plus vite que la lumière, selon des résultats qui demandent encore confirmation. Qui est cet étrange neutrino?

A l'intérieur du détecteur géant Super-Kamiokande, au Japon, équipé de milliers de photodétecteurs, autant de pièges à neutrinos. (Kamioka Observatory, ICRR, Université de Tokyo) A l'intérieur du détecteur géant Super-Kamiokande, au Japon, équipé de milliers de photodétecteurs, autant de pièges à neutrinos. (Kamioka Observatory, ICRR, Université de Tokyo)
 
 

Qui est ce coureur qui battrait le photon sur la ligne d’arrivée ? Ce neutrino aux prétentions super(ou supra)luminiques ? Il s’agit d’une particule passe-muraille, qui n’a pas de charge électrique et dont la masse est théoriquement nulle. Le neutrino échappe ainsi aux interactions habituelles avec la matière et peut traverser la Terre –et nous- sans se faire repérer.

L’existence d’une particule neutre a été théorisée dès 1930 par Wolfgang Paul. Son nom lui a été donné quelques années plus tard par Enrico Fermi, le grand physicien américain d’origine italienne, neutrino signifiant ‘’le petit neutre’’ en italien. C’est en 1955 que deux physiciens annoncent sa découverte expérimentale.

Bien qu’ils soient très abondants, les neutrinos sont par nature des particules très difficiles à détecter. L’ampleur des instruments déployés -comme le SuperKamiokande au Japon, les détecteurs américains MINOS ou MiniBoone (Fermilab), Antarès en Méditerranée, Double Chooz en France ou IceCube en Antarctique-  est inversement proportionnelle à la discrétion des neutrinos !
Certaines expériences visent à détecter des neutrinos cosmiques (émis par des explosions d’étoiles par exemple), d’autres des neutrinos solaires. Certaines enfin étudient des neutrinos fabriqués par des centrales nucléaires ou par un accélérateur de particules, comme OPERA installée à Gran Sasso en Italie.

C’est là que l’équipe de Dario Autiero, de l'Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL/CNRS) a observé une anomalie fort dérangeante : des neutrinos qui parcouraient la distance entre le Cern, où ils sont émis, et le détecteur d’OPERA, 730 km plus loin, plus vite que la lumière (lire Des neutrinos plus rapides que la lumière?).

Le détecteur souterrain de neutrinos d'OPERA est constitué de "murs" qui contiennent les 150.000 "briques" avec lesquelles les neutrinos doivent interagir. Ces briques sont comme des plaques photographiques que les physiciens développent pour chercher la trace du neutrino. (OPERA/Gran Sasso Laboratory)

 

Ces résultats appellent confirmation, tant leurs conséquences sont énormes pour la physique contemporaine, qui postule depuis Einstein que rien ne surpasse la vitesse de la lumière. Et aussi parce que les neutrinos ont déjà joué des tours aux physiciens….

Des expériences ont mis en évidence que des neutrinos pouvaient disparaître d’un point à un autre. En réalité, il existe trois types de neutrinos, muon, tau et électron, et ces particules sont capables d’osciller, de passer d’un type à un autre. L’objectif de l’expérience OPERA, qui regroupe 160 chercheurs de 11 pays différents, est justement d’étudier ces oscillations. En l’occurrence, les chercheurs espèrent détecter un neutrino du muon devenu un neutrino du tau.

Derrière ce transformisme du neutrino se cache une autre question importante : celle de la masse de ce asse-muraille. Le neutrino est sensé être dépourvu de masse. Pourtant, s’il oscille d’un type à l’autre, c’est bien qu’ils subissent des modifications en traversant la Terre. Et pour cela il faut qu’ils aient une masse… Le neutrino n’a pas fini d‘être un casse-tête !

Cécile Dumas
Sciences et Avenir.fr

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Published by La Libellule - dans Le nouvelObs
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  • écrivain, née à Marrakech, Maroc, qui cherche une voie pour rapprocher les coeurs et les ames.
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