Nouvelle expérience de moitié limite de poids des neutrinos insaisissables

Les scientifiques essayant de découvrir la masse insaisissable de neutrinos, de minuscules “particules fantômes” qui pourraient résoudre certains des plus grands mystères de l’univers, ont annoncé jeudi une nouvelle limite pour combien ils pouvaient peser, en train de réduire de moitié l’estimation précédente.

Depuis que l’existence de neutrinos a été proposée il y a près d’un siècle, les scientifiques du monde entier ont eu du mal à en apprendre beaucoup à leur sujet, en particulier leur masse.

Ceci est important parce que le neutrino, en tant que particule la plus abondante de l’univers, “tisse un fil qui relie les petites et infiniment grandes”, “Thierry Lasserre, physicien de la France, alternative Energies and Atomic Energy Commission, a déclaré à l’AFP.

Sa masse “influence les structures qui composent le cosmos”, a-t-il ajouté.

Ces particules invisibles se lavent à travers l’univers depuis le Big Bang il y a 13,8 milliards d’années.

Le nombre de neutrinos est difficile à comprendre – il y a environ un milliard pour chaque atome du cosmos.

Cependant, parce qu’ils ont si peu de masse et n’ont pas de charge électrique, les neutrinos interagissent très rarement avec la matière.

Par exemple, on pense que des milliers de milliards de ces soi-disant particules fantômes sont en train de passer à travers des corps humains, avec nous, pas plus sage.

Cela les rend extrêmement difficiles à étudier. Mais pas impossible.

Chasser les fantômes

Plus d’une centaine de scientifiques de six pays ont traqué le neutrino depuis 2019 dans le cadre de la collaboration Katrin à l’Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne.

Dans une étude publiée dans la revue Science Jeudi, la collaboration a annoncé que la masse d’un neutrino ne peut pas dépasser 0,45 électron volts.

Cela représente moins d’un milliardième de la masse d’un proton, qui se trouve à l’intérieur du noyau de chaque atome.

La nouvelle limite supérieure pour la masse d’un neutrino est d’environ la moitié de la figure que Katrin a annoncée en 2022 après ses premières mesures.

Katrin utilise un spectromètre massif pour enregistrer la désintégration du tritium, une forme radioactive d’hydrogène qui libère à la fois des électrons et des neutrinos.

Ces particules tournent autour d’une structure de 70 mètres de long (230 pieds de long) dominée par le spectromètre de 200 tonnes, qui fonctionne sous vide.

L’électron et le neutrinos partagent l’énergie produite par le tritium en décomposition. L’astuce consiste donc à mesurer l’énergie de l’électron pour déduire des informations sur le neutrino.

Cela nécessite de mesurer beaucoup d’électrons.

Six millions ont dû être mesurés pour obtenir les premiers résultats de Katrin en 2022.

Et il a fallu 36 millions pour atteindre le chiffre le plus précis annoncé jeudi.

“Lorsque nous aurons collecté toutes nos données d’ici la fin de l’année”, a déclaré l’équipe à mesurer environ 250 millions d’électrons, a déclaré Lasserre.

Ce sera le moment de la vérité.

Soit l’expérience aura finalement découvert une “trace” du neutrino – soit a déterminé que sa masse est inférieure à 0,3 Volts électron, a expliqué Lasserre.

Énergie sombre

Les scientifiques espèrent que la masse de la masse du neutrinon aidera à démêler plusieurs secrets obstinés du cosmos.

Malgré leur incroyable légèreté, les neutrinos ont été inclus dans certains modèles cherchant à expliquer l’énergie sombre – la force inconnue considérée comme entraînant l’expansion toujours plus lourde de l’univers.

On pense que environ 95% de l’univers est composé d’énergie noire et de la matière noire tout aussi inconnue, ne laissant que 5% pour tout le reste.

La collaboration de Katrin prévoit de créer un nouveau système de détection, appelé Tristan, pour chasser une nouvelle race de neutrinos appelés neutrinos stériles.

Ces particules hypothétiques n’interagissent pas avec la matière, mais ont beaucoup plus de masse que les neutrinos normaux.

Certains scientifiques ont proposé que ces neutrinos étrangement lourds pourraient en fait être ce que nous connaissons comme une matière noire.

© 2025 AFP