IceCube détecte des neutrinos de haute énergie en dehors du système solaire Physique

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Des physiciens utilisant l’Observatoire de neutrinos IceCube au pôle Sud ont détecté pour la première fois de mystérieux neutrinos de haute énergie provenant de l’extérieur du système solaire.

IceCube est un observatoire de neutrinos dont les détecteurs sont enfouis à plus d'un kilomètre sous la surface du pôle Sud. Crédit image : Emanuel Jacobi / National Science Foundation.

IceCube est un observatoire de neutrinos dont les détecteurs sont enfouis à plus d’un kilomètre sous la surface du pôle Sud. Crédit image : Emanuel Jacobi / National Science Foundation.

“La collaboration IceCube a annoncé l’observation de 28 événements de très haute énergie qui constituent la première preuve solide de l’existence de neutrinos astrophysiques provenant de l’extérieur de notre système solaire”, a déclaré le Dr Spencer Klein du Lawrence Berkeley National Laboratory, qui est membre de la collaboration IceCube et co-auteur de l’article rapportant la découverte dans la revue Science.

“Ces 28 événements comprennent deux des neutrinos de plus haute énergie jamais signalés, qui ont été nommés Bert et Ernie.”

Les particules subatomiques presque sans masse appelées neutrinos peuvent transporter des informations sur le fonctionnement des phénomènes les plus énergétiques et les plus éloignés de l’Univers. Des milliards de neutrinos traversent chaque centimètre carré de la Terre chaque seconde, mais la grande majorité d’entre eux proviennent soit du Soleil, soit de l’atmosphère terrestre. Beaucoup plus rares sont les neutrinos provenant des confins de notre Galaxie ou au-delà, qui ont longtemps été théorisés pour fournir des informations sur les puissants objets cosmiques d’où peuvent provenir les rayons cosmiques de haute énergie : supernovas, trous noirs, pulsars, noyaux actifs de galaxie et autres phénomènes extragalactiques extrêmes.

Les chercheurs en neutrinos scrutent le ciel depuis des décennies pour en savoir plus sur ces particules insaisissables.

Jusqu’à présent, ils ont observé des neutrinos de faible énergie provenant de l’atmosphère terrestre, des neutrinos plus éloignés dans le système solaire et des neutrinos provenant d’une rare supernova proche, connue sous le nom de 1987A.

Les 28 neutrinos observés par IceCube – un détecteur de particules fabriqué à partir d’un kilomètre cube de glace en Antarctique – sont différents. Ils sont à un niveau d’énergie significativement plus élevé que ceux produits par les sources précédemment mesurées.ils ont été trouvés dans les données recueillies de mai 2010 à mai 2012.

En analysant des données plus récentes, la collaboration IceCube a découvert un autre événement (surnommé Big Bird) dont l’énergie était presque le double de celle de Bert et Ernie.

“Comme la plupart des découvertes scientifiques, la découverte de Big Bird a été une combinaison de travail acharné et de chance et elle a eu lieu l’après-midi de mon dernier jour de travail sur IceCube”, a déclaré le co-auteur, le Dr Lisa Gerhardt du National Energy Research Scientific Computing Center.

“Au début, j’étais incrédule, pensant qu’il devait y avoir une autre explication à cet énorme événement. Cependant, les explications alternatives ont été réfutées une à une jusqu’à ce que nous sachions finalement que nous avions trouvé l’événement le plus énergétique dans IceCube jusqu’à présent, très probablement un neutrino astrophysique. J’ai pu quitter IceCube en fanfare !”

Quant à l’identité des mystérieux accélérateurs cosmiques, les physiciens ont déclaré que ces premiers résultats d’IceCube sont en faveur des noyaux actifs de galaxie, les énormes jets de particules éjectés par un trou noir après qu’il ait avalé une étoile.

“Les 28 événements rapportés sont diffus et ne renvoient pas à une source, mais le tableau d’ensemble tend à suggérer que les noyaux actifs de galaxie sont le principal candidat, le second étant quelque chose auquel nous n’avons pas encore pensé”, a déclaré le Dr Klein.

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