Les scientifiques ont repéré une particule "fantôme" de très haute énergie et incroyablement minuscule appelée neutrino volant à travers la glace antarctique et ont retracé ses origines jusqu'à un blazar spécifique, ont-ils annoncé aujourd'hui, le 12 juillet.
Les physiciens sont très excités par le travail de détective qui leur a parlé du lieu de naissance du neutrino. Mais qu'est-ce que c'est qu'un neutrino de toute façon, et pourquoi est-ce important d'où vient la chose?
Un neutrino est une particule subatomique aussi petite qu'un électron, mais sans aucune charge. Les scientifiques savent que les neutrinos ont une toute petite masse, mais ils ne savent pas exactement à quel point. Le résultat est que les neutrinos ont tendance à refroidir les autres matières: ils n'interagissent pas très souvent avec leur environnement, ce qui les rend difficiles à repérer pour les scientifiques. [Retracer un neutrino à sa source: la découverte en images]
Néanmoins, ils sont partout - votre corps est abattu par environ 100 billions de neutrinos chaque seconde. Et les scientifiques pensent que les particules étranges peuvent détenir la clé de certains des plus grands mystères de l'univers, notamment pourquoi la matière l'a emporté sur l'antimatière tôt après le Big Bang.
"Les neutrinos sont géniaux", a déclaré à Space.com Kate Scholberg, physicienne des particules à la Duke University en Caroline du Nord. Elle est biaisée, car elle a passé sa carrière à étudier les petites choses, mais cela ne lui fait pas tort. "Nous devons les comprendre si nous voulons tout comprendre."
La nouvelle recherche n'est qu'un petit pas pour les scientifiques qui espèrent faire exactement cela. La découverte a commencé à l'Observatoire de neutrinos IceCube près du pôle Sud en septembre. Au plus profond de la calotte glaciaire antarctique, une grille de détecteurs a tracé la trajectoire d'un seul neutrino en 3D.
Le chemin était suffisamment clair pour que les physiciens puissent suivre le voyage du neutrino en arrière en ligne droite à travers l'univers. En moins d'une minute, ils ont demandé aux astronomes du monde entier de tourner leurs télescopes vers cette région du ciel et de noter s'ils ont vu quelque chose d'intrigant. Et ils l'ont certainement fait - il y avait un blazar, une source massive de lumière à haute énergie appelée rayons gamma, précisément dans le même quartier, et les scientifiques ont pu confirmer que le blazar était la source du neutrino.
Le processus était possible parce que les neutrinos, comme les photons de lumière, peuvent traverser des distances extrêmement grandes dans l'univers en lignes droites, sans être déroutés. D'autres types de particules à haute énergie ne peuvent pas faire cela car elles sont chargées. "Ils viennent brouillé ici", a déclaré à Space.com Greg Sullivan, physicien à l'Université du Maryland, qui travaille avec l'Observatoire des neutrinos IceCube et qui a participé aux nouvelles recherches. "Nous ne pouvons pas les retracer d'où ils viennent."
Le défi a contrarié les scientifiques pendant environ un siècle, car cela signifie qu'ils ne peuvent pas identifier quel type d'objets crée quel type de particules hautement chargées. La frustration a motivé les scientifiques à ouvrir IceCube, le seul détecteur de neutrinos suffisamment grand pour capturer les particules incroyablement hautes énergies nées au-delà de notre galaxie, en 2010.
"Les neutrinos ont promis pendant un certain temps de pouvoir cartographier le ciel comme vous le feriez avec de la lumière mais à des énergies plus élevées", a déclaré Sullivan. "Nous pouvons poser des questions ou essayer de répondre à des questions que vous n'auriez pas pu autrement."
Les neutrinos de faible énergie sont déjà exploités par les astronomes via un réseau géré par Scholberg qui attend d'utiliser une rafale de neutrinos pour repérer la prochaine supernova d'effondrement du cœur dans la Voie lactée.
Une telle supernova a été observée pour la dernière fois en 1987, avant l'existence des détecteurs de neutrinos modernes. Mais lorsque le suivant explose, Scholberg et ses collègues veulent utiliser l'éclatement de neutrinos pour alerter les astronomes à temps pour attraper la signature lumineuse. Les neutrinos eux-mêmes informeraient également les scientifiques de ce qui se passait pendant l'événement. "Vous pouvez réellement voir un trou noir en train de naître dans les neutrinos", a déclaré Scholberg.
Cela, comme la nouvelle recherche sur Blazar, serait une percée dans ce que les scientifiques appellent l'astronomie multimessager, qui utilise deux ou plusieurs catégories de données différentes, comme les photons lumineux, les neutrinos et les ondes gravitationnelles. Plus de types de données signifient des informations plus générales sur ce qui s'est passé.
"C'est comme un gros puzzle et nous essayons de remplir les pièces", a déclaré Sullivan. "En voyant l'image dans des énergies et des particules différentes, nous pouvons vraiment essayer de comprendre la physique de ce qui se passe."
Mais Sullivan et ses collègues ne se contentent pas de s'arrêter à l'annonce d'aujourd'hui. "Ce n'est que la première étape", a-t-il déclaré, ajoutant que les physiciens espèrent construire un détecteur de neutrinos encore plus grand que IceCube. "Nous avons beaucoup plus à apprendre et à voir."
