La particule fantôme : Un neutron qui pourrait résoudre le mystère de l’existence

« En vérité, l’univers est plein de fantômes, non pas des spectres de cimetières, mais les éléments inextinguibles de la vie individuelle qui, ayant été une fois, ne peuvent jamais mourir, bien qu’ils se mélangent et changent, et changent à nouveau pour toujours. »

– H. Rider Haggard

Lorsque nous pensons à l’univers, il nous semble simplement vaste, avec un espace illimité rempli de grandes et de minuscules particules inconnues des êtres humains. Il ne fait aucun doute que nous avons appris beaucoup de choses sur notre planète, sur l’univers et sur nous-mêmes, mais que se passerait-il si tout ce que nous savons n’était qu’une fraction de l’immensité de l’univers ?

L’étude des « particules fantômes« , ou neutrinos, doit susciter le même sentiment chez les scientifiques. Nous savons tout et rien à la fois. L’ultime paradoxe.

Le neutrino, comme son nom l’indique, est électriquement neutre et constitue une particule fondamentale, c’est-à-dire qu’il n’est pas composé d’autres particules comme les électrons, les quarks, les antiquarks, etc. En raison de leur faible masse (autrefois considérée comme nulle), les neutrinos ont une très faible interaction gravitationnelle, ce qui leur permet de traverser la matière normale sans entrave et sans être détectés.

Ce sont les particules les plus abondantes de l’univers qui interagissent le moins avec la matière.

À bien y penser, nous vivons dans un monde de billions de neutrinos qui peuvent nous traverser comme si nous n’existions pas. La combinaison de cette présence fantomatique et du rôle important qu’ils jouent dans notre univers est ce qui captive nos physiciens.

Proposé en 1930, puis vérifié en 1950, le neutrino reste un mystère cosmique pour les scientifiques (pdf), même des décennies après sa découverte :

Quelle est leur masse ? Combien de variétés de neutrinos existent-ils ? Ont-ils des propriétés magnétiques ? Les neutrinos sont-ils leurs propres antiparticules (antimatière) ?

Dans leur dernier livre, le physicien Alan Chodos et le journaliste scientifique James Riordon explorent cette particule qui laisse perplexe.

« Ghost Particle : in search of the elusive and mysterious Neutrino » (2023) aborde les découvertes passées et actuelles de la particule, tout en suggérant que les physiciens ne sont pas les seuls à attendre ces réponses.

Selon Riordon, « les neutrinos sont incroyablement importants pour comprendre l’univers et notre existence au sein de celui-ci ». En d’autres termes, les neutrinos peuvent révéler comment la matière a évolué de particules simples vers des particules plus complexes, créant ainsi tout ce qui nous entoure.

Les neutrinos sont-ils leurs propres antiparticules ?

Toutes les propriétés découvertes sur les neutrinos ont déconcerté et intrigué nos chercheurs, la plus importante étant de savoir si la particule fantôme est sa propre antimatière.

Si l’on en croit la théorie du Big Bang, l’explosion aurait dû créer des quantités égales de matière et d’antimatière, c’est-à-dire les contreparties des électrons, des protons, etc. En principe, lorsque la matière et l’antimatière entrent en contact, elles s’annihilent l’une l’autre, ce qui suggère que notre univers devrait être vide, mais ce n’est manifestement pas le cas. Au contraire, l’univers est rempli de beaucoup de matière et d’un peu d’antimatière, pour des raisons inconnues.

Les physiciens tentent toujours de comprendre la manière dont les neutrinos interagissent avec d’autres particules, ce qui constitue un défi, car la particule a une charge neutre et une masse très faible.

Pourquoi les particules fantômes sont-elles un sujet d’intérêt ?

La même propriété des neutrinos qui les rend difficiles à détecter, à savoir leur faible interaction avec les particules environnantes, intéresse les physiciens, car cette caractéristique peut être utile pour sonder des environnements que d’autres radiations, telles que la lumière ou les ondes radio, ne peuvent pas pénétrer.

Un autre rôle important du neutrino est l’observation des supernovas, une explosion lumineuse d’étoiles massives.

La phase d’effondrement du cœur d’une supernova est très énergétique et si dense qu’aucune particule connue ne peut s’échapper du front du cœur, à l’exception des neutrinos.

Les neutrinos ont également un rôle crucial à jouer dans la recherche de la « matière noire ». Son importance dans l’étude des phénomènes cosmologiques est considérée comme exceptionnelle, et elle constitue donc un axe de recherche majeur en astrophysique.

Source: Le nouvel ordre mondial. The Epoch Times, Astro Univers