Bien que les neutrinos soient des particules mystérieuses, ils sont remarquablement communs. Des milliards de neutrinos traversent votre corps à chaque seconde. Mais les neutrinos interagissent rarement avec la matière ordinaire, leur détection est donc un grand défi d'ingénierie. Même lorsque nous les détectons, les résultats n'ont pas toujours de sens. Par exemple, nous avons récemment détecté des neutrinos qui ont tellement d’énergie que nous ne savons pas comment ils sont créés.
Un détecteur de neutrinos est généralement une grande chambre remplie d'eau pure ou de glace. Dans cette chambre se trouvent des détecteurs très sensibles. Les neutrinos ne sont pas observés directement. Au lieu de cela, un détecteur de neutrinos attend qu'un neutrino pénètre dans un atome. Lorsqu'il le fait, il peut créer des leptons chargés, comme un électron, un muon ou un tauon. Ces particules chargées peuvent également produire de la lumière. Ainsi, en détectant la lumière ou les leptons, nous savons qu'un neutrino a interagi avec le détecteur.
La plupart des neutrinos que nous détectons sont des neutrinos solaires, produits par fusion nucléaire dans le cœur du Soleil. Mais des choses comme les supernovae et les sursauts gamma produisent également des neutrinos. De nombreux efforts ont été consacrés à la détection de ces extra-solaire neutrinos.
L'un des meilleurs détecteurs de neutrinos est l'Observatoire des neutrinos IceCube en Antarctique. L'Antarctique est un endroit idéal pour un observatoire de neutrinos car sa couche épaisse de glace absorbe toutes sortes de particules parasites telles que les rayons cosmiques et les rayons gamma qui peuvent salir vos détecteurs sensibles. En enterrant l'observatoire dans la glace, nous pouvons être assurés que les événements que nous détectons proviennent des neutrinos. L'observatoire IceCube a détecté plusieurs fois des neutrinos extra-solaires.
Mais il existe un autre observatoire des neutrinos en Antarctique, et il détecte les neutrinos d'une manière très différente. Connu sous le nom d'antenne transitoire impulsionnelle antarctique, ou ANITA, c'est un détecteur radio sensible qui est monté sur un ballon. ANITA est un détecteur radio parce que lorsque des neutrinos de haute énergie entrent en collision avec de la glace antarctique, ils peuvent créer une lumière radio. Ces neutrinos sont des centaines de fois plus puissants que ceux détectés par IceCube.
Quand ANITA détecté ces neutrinos de haute énergie, il a provoqué un peu d'agitation car ils semblaient provenir de neutrinos passant par la Terre avant de heurter la glace antarctique. C’est ce à quoi vous vous attendez si un événement astrophysique puissant crée un flux de neutrinos dans la direction de la Terre. Mais si tel est le cas, ces neutrinos déclencheraient également des événements qui pourraient être détectés par IceCube.
La collaboration IceCube a donc recherché des événements de détection survenus en même temps que le ANITA détections. Ils n'ont trouvé aucune preuve d'événements corrélés, ce qui signifie que ce n'est pas dû à un puissant événement neutrino à des années-lumière. C'est étrange car cela laisse deux possibilités: soit le ANITA a donné des faux positifs en raison d'une faille dans la conception, ou ces événements de neutrinos sont causés par un processus qui se situe en dehors du modèle standard. Dans le modèle standard de la physique des particules, il n'y a aucun moyen de produire des neutrinos avec une énergie aussi élevée.
Il ne s'agit que d'un petit ensemble d'événements, il y a donc lieu de se méfier des résultats. Cependant, ce dernier travail pourrait faire allusion à un nouveau domaine de la physique que nous ne comprenons pas encore.
Référence: Aartsen, M. G., et al. "Une recherche d'événements IceCube en direction des candidats neutrinos ANITA."
