Le plus grand détecteur de neutrinos au monde, l’Observatoire souterrain de neutrinos de Jiangmen (JUNO), en Chine, a publié ses premiers résultats, réalisant les mesures les plus précises des propriétés des neutrinos à ce jour. Après seulement 59 jours de fonctionnement, JUNO a dépassé un demi-siècle de recherches antérieures, affinant les paramètres clés régissant ces particules insaisissables avec une précision sans précédent.
La nature fantomatique des neutrinos
Les neutrinos sont notoirement difficiles à étudier ; des milliers de milliards traversent le corps humain chaque seconde sans interagir. Ces « particules fantômes » ont une masse minuscule et laissent rarement une trace lorsqu’elles traversent les détecteurs, ce qui en fait l’une des entités subatomiques les plus difficiles à observer. Pourtant, les physiciens s’y intéressent énormément car ils détiennent des indices sur la physique au-delà du modèle standard, notre meilleure description actuelle des éléments constitutifs de l’univers.
Oscillations des neutrinos : une fissure dans le modèle standard
Le modèle standard prévoyait que les neutrinos seraient sans masse, mais les expériences ont prouvé le contraire. Les neutrinos oscillent entre trois « saveurs » – électron, muon et tau – qui changent constamment d’identité au cours de leur voyage. Ce phénomène d’oscillation, confirmé par le prix Nobel de physique 2015, révèle une propriété non prise en compte par le Modèle Standard.
“Les neutrinos sont la seule particule pour laquelle il existe une propriété que le modèle standard ne prédit pas”, explique Gioacchino Ranucci, porte-parole adjoint de JUNO. “Les neutrinos sont donc le seul portail vers la physique au-delà du modèle standard.”
JUNO : un grand pas en avant dans la détection
JUNO opère en profondeur, là où la croûte terrestre le protège des particules interférentes. Le détecteur lui-même est une sphère de 35 mètres de large remplie de 20 000 tonnes de scintillateur liquide, conçue pour clignoter lorsqu’un neutrino interagit avec elle. Des capteurs autour du réservoir localisent ces éclairs, permettant aux physiciens d’analyser les particules insaisissables. L’échelle du JUNO est ce qui le distingue ; il contient 20 fois plus de scintillateur que n’importe quelle expérience précédente, augmentant considérablement sa sensibilité.
Quelle est la prochaine étape ? La chasse à la nouvelle physique
Les premiers résultats de JUNO confirment ses capacités et signalent le potentiel de découvertes révolutionnaires. Les chercheurs visent à affiner davantage les mesures des paramètres d’oscillation des neutrinos et, à terme, à résoudre des mystères de longue date en physique. Il s’agit notamment de l’ordre des états de masse des neutrinos, expliquant potentiellement le déséquilibre entre matière et antimatière dans l’univers.
La précision offerte par JUNO pourrait redéfinir notre compréhension de la physique fondamentale. À mesure que les chercheurs collectent davantage de données, ces particules fantomatiques pourraient enfin révéler les secrets cachés au-delà du modèle standard, mettant ainsi l’univers en évidence.
