Un neutrino qui change tout ?

Récemment, un neutrino cosmique d’énergie considérable a été détecté en provenance d’un trou noir. Est-ce une révolution ? Qu’en est-il ?

D’abord que sont les neutrinos ? Ce sont des particules connues depuis longtemps et considérées comme élémentaires et insécables (c’est-à-dire non composées d’autres particules). Elles demeurent néanmoins un peu étranges. D’abord elles n’ont ni charge ni couleur : cela signifie qu’elles n’interagissent presque pas. Ni via l’électromagnétisme, ni via la force nucléaire forte. Ensuite, elles ont une masse minuscule mais … pas tout-à-fait nulle ! Et on ne sait pas bien d’où vient cette masse, c’est encore une énigme à ce jour.

En astronomie, les neutrinos peuvent être très précieux pour une raison simple : ils ne sont pas altérés par la propagation. Quand on regarde la lumière émise par le Soleil, on n’observe pas directement le lieu de production de cette lumière : les photons ne peuvent pas traverser librement le Soleil. En revanche, les neutrinos, eux, ne sont pas arrêtés par la matière présente sur le chemin, en l’occurrence au sein même de l’astre. Et, comme la lumière, ils se déplacent en ligne droite.

Icecube

Les neutrinos sont donc potentiellement des médiateurs cosmiques exceptionnels. Mais leur force est aussi leur faiblesse : s’ils n’interagissent presque pas avec ce qui se trouve fortuitement présent sur leur passage, ils n’interagissent pas non plus avec le détecteur ! Il est donc très délicat de les mesurer. (Il est d’ailleurs heureux qu’ils interagissent peu : notre corps et traversé par près de 100 millions de neutrinos par seconde.)

Pour cette raison, les détecteurs de neutrinos cosmiques sont très particuliers. Ils sont gigantesques et regardent … vers le bas ! On espère en effet qu’en traversant la Terre un neutrino interagissent avec celle-ci (c’est très rare mais d’autant moins rare que l’énergie du neutrino est élevée). En interagissant, le neutrino crée un muon. Cette particule chargée peut parcourir une distance assez élevée et si elle traverse de l’eau ou de la glace, allant plus vite que la lumière dans le milieu, elle va créer une onde de choc, nommée lumière Cherenkov, qui se propagera dans celle-ci. C’est ce qui est mesurée par les détecteurs.

Icecube

Ces observatoires doivent donc être placés sous la mer ou dans la glace des pôles. L’instrument Icecube qui a récemment fait parler de lui est placé en Antarctique et y traque donc la lumière bleue du flash Cherenkov émanant d’un muon créé par un neutrino ayant traversé la Terre. Cet impressionnant détecteur est composé de nombreuses lignes, placées dans des puits de 2500 mètres de profondeur forés dans la glace, couvrant a peut près un kilomètre cube, sur lesquels sont places des photomultiplicateurs sensibles à lumière.

Or, il y a quelques jours, pour la première fois, un neutrino de très haute énergie (environ 100 000 milliards de fois plus énergétique que la lumière visible) a été détecté et son origine identifiée. On pense (sans que cela soit absolument certain), qu’il provient d’un noyau actif de galaxie, c’est-à-dire d’un trou noirs supermassif émettant des jets de particules relativistes. En effet, des observatoires de rayons gammas – c’est-à-dire de photons – ont enregistré une activité importante émanent de cet objet au même moment.

Credit: NASA/Dana Berry, SkyWorks Digital

En lui-même cet évènement n’est pas révolutionnaire. Qu’un noyau actif de galaxie émette des neutrinos n’est pas une surprise. Mais il contribue à l’ouverture d’une nouvelle astronomie. Nous disposons d’un nouveau médiateur cosmique. Il est sans doute moins extraordinaire que les ondes gravitationnelles qui, depuis quelques années, ont également ce statut, mais il révèlera à n’en pas douter bien des surprises. Il contribuera à la découverte d’un nouveau visage du réel.

L’Univers est toujours plus surprenant que prévu. Le ciel des neutrinos sera sans doute riche et diversifié. Différent de celui des photons bien que tout aussi authentique. Un monde diapré se dessine doucement.

4 réflexions sur “ Un neutrino qui change tout ? ”

  1. Sans nul doute un monde « adiabatique » qui se révèle doucement: il n’entre pas tout à fait dans les facteurs d’échanges énergétiques selon l’académisme relativiste. Un jour, on finira peut-être par revenir sur le notion abandonnée de « l’Ether »; mais sous une autre approche.
    Un neutrino est détectable en interaction avec la Terre d’autant plus que son énergie est élevée: merci pour l’info résumée!
    Et si ces neutrinos n’étaient autre que la frontière du temps?
    On pressent bien quand même qu’il y a une dégradation en Muon au niveau visible de la Matière.
    Puis-je vous poser une question?
    Aurélien, vous évoquez l’effet Tcherenkov: est-ce que les aurores boréales ne représentent pas une signature émanant à la fois des neutrinos? Et d’une réduction dimensionnelle projetée comme une polarisation vers les pôles?
    Est-ce que le neutrino ne révèle-t-il pas une cinquième dimension? Et donc ne dépasse-t-il pas la Relativité? Et simultanément l’espace de Minkowski? Même si on parle de vitesse plus élevée dans le milieu: n’existe-t-il pas un retour d’onde compensateur encore mal identifié dans le Cosmos?? Qui regarde vers le bas: en complément de la projection radiale et matière davantage gravito-métrique, et donc détectable en terme espace « courbe ».

    Merci pour votre éventuelle réponse…

    1. Cyril, cela fait plusieurs fois que je lis vos commentaires, et je dois vous dire : votre esprit est confus tout autant que votre français ! Vous voulez poser une question, vous en posez 10 ! Vous passez du coq à l’âne. On ne vous comprend pas. Bref pas étonnant qu’Aurélien ne vous réponde pas…

  2. @cyril, d’après ce que vient de dire « le prof », les neutrinos n’interagissent quasiment pas avec la matière. Il est donc assez peu probable qu’elles soient la cause des aurores boréales. Et si c’était le cas, on ne s’embêterait pas à faire des détecteurs aussi complexes…
    D’après http://www.colorimetrie.be/chapter/phenomenes_lumineux/les-aurores-boreales, les aurores boréales seraient « juste » dues à des particules de type protons et électrons envoyés par le soleil.
    Sinon, j’ai l’impression que vous ne maîtrisez pas complètement les concepts derrière les mots que vous employez…

    @Aurélien, merci pour vos articles intéressants (découverts suite à votre conférence récente sur le climat / la santé de la planète).

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