Des neutrinos dans les confins de l’Univers

En avril 2013 déjà, la collaboration du projet IceCube avait annoncé avoir identifié deux évènements de neutrinos d’une énergie inégalée. Selon les chercheurs, celle-ci serait comprise entre1,04 et 1,14 PeV (10¹⁵ eV). C’est environ 100 fois plus que l’énergie d’un proton présent dans l’accélérateur de particules actuellement le plus puissant au monde, le Large Hadron Collider (LHC), situé à Genève, et même 10 milliards de fois plus importante qu’un neutrino solaire traditionnel. Les évènements, baptisés par les chercheurs «Ernie» et «Bert», ont depuis été confirmés officiellement et le rapport correspondant est paru dans la revue scientifique «Physical Review Letters».

La majeure partie des neutrinos présents sur Terre proviennent du soleil ou sont apparus suite à des interactions entre les rayons cosmiques et les atomes présents dans l’atmosphère terrestre. S’ils présentent une énergie du domaine du PeV, cela signifie qu’ils proviennent de l’extérieur notre système solaire, de notre galaxie ou même de lieux encore plus retirés de notre Univers. La probabilité pour que les deux apparitions se produisent est estimée par les chercheurs à 0,29%. L’intervalle de confiance pour un écart standard est de 2,8 sigmas et il serait donc prématuré de parler dès à présent de découverte de neutrinos dits «astrophysiques». En physique, on parle de découverte à partir d’un intervalle de confiance de minimum 5 sigmas.

Un détecteur dans la glace

IceCube est le plus grand détecteur de neutrinos au monde. Il est composé de 5160 modules optiques digitaux qui dessinent des impulsions optiques à une profondeur comprise entre 1450 et 2450 m sous la surface de la glace dans une obscurité totale. Il permet aux scientifiques de surveiller ainsi une zone d’environ un kilomètre cube. Au Pôle Sud, aux points de mesure, la glace est très pure et très stable, et se déplace d’environ 10 mètres par an.