La Chine à la recherche de « particules fantômes » au fond des océans

Jeudi 19 octobre 2023 – 10h09 WIB

Techno EN DIRECT – Le Tropical Deep Sea Neutrino Telescope (TRIDENT) – appelé Hai ling ou « Sea Bell » en chinois – sera ancré sur les fonds marins de l’océan Pacifique occidental.

Une fois achevé en 2030, il recherchera de rares éclairs de lumière produits par des particules insaisissables et brièvement visibles dans les profondeurs de l’océan.

Chaque seconde, environ 100 milliards de particules fantômes, appelées neutrinos, traversent chaque centimètre carré de votre corps. Cependant, fidèle à leur sinistre surnom, l’absence de charge électrique et la masse presque nulle des neutrinos signifient qu’ils interagissent à peine avec d’autres types de matière.

En ralentissant les neutrinos, les physiciens peuvent retracer l’origine de certaines particules situées à des milliards d’années-lumière d’étoiles explosives et de puissantes collisions galactiques anciennes.

“En utilisant la Terre comme bouclier, TRIDENT détectera la pénétration des neutrinos depuis le côté opposé de la planète”, a déclaré Xu Donglian, scientifique en chef du projet, aux journalistes lors d’une conférence de presse, cité par Sciences en directjeudi 19 octobre 2023.

“Comme TRIDENT est proche de l’équateur, il peut recevoir des neutrinos venant de toutes les directions ainsi que de la rotation de la Terre, permettant des observations dans le ciel sans angles morts”, a-t-il poursuivi.

Les neutrinos sont partout, ils sont juste derrière les photons en tant que particules subatomiques les plus abondantes dans l’univers et sont produits dans les éruptions nucléaires des étoiles, dans d’énormes explosions de supernova, dans les rayons cosmiques et la désintégration radioactive, ainsi que dans les accélérateurs de particules et nucléaires. réacteurs sur Terre.

Malgré leur omniprésence, leur interaction minime avec d’autres matières rend les neutrinos très difficiles à détecter. Ils ont été découverts pour la première fois à la sortie d’un réacteur nucléaire en 1956, et de nombreuses expériences de détection de neutrinos ont vu le bombardement continu de particules envoyées par le Soleil ; mais ce flux masque les rares neutrinos produits lorsque des rayons cosmiques, dont la source reste mystérieuse, frappent l’atmosphère terrestre.

Les neutrinos se déplacent sans entrave dans la plupart des matières, y compris sur toute notre planète, mais ils interagissent parfois avec les molécules d’eau.

Lorsque les neutrinos se déplacent dans l’eau ou la glace, ils produisent parfois des sous-produits de particules appelés muons qui émettent des éclairs lumineux. En étudiant les schémas de ces éclairs, les scientifiques peuvent reconstruire l’énergie, et parfois la source, des neutrinos.

Cependant, pour augmenter la probabilité d’interactions de particules fantômes, le détecteur doit être placé sous beaucoup d’eau ou de glace.

Le nouveau détecteur géant chinois comprendra plus de 24 000 capteurs optiques montés sur 1 211 cordes, chacune mesurant 700 m de long, qui flotteront vers le haut depuis leurs points d’ancrage au fond de la mer.

Les détecteurs seront disposés selon un motif de tuiles Penrose et s’étendront sur un diamètre de 2,5 miles (4 kilomètres). Lorsqu’il fonctionne, il recherchera les neutrinos sur une superficie de 1,7 milles cubes (7,5 kilomètres cubes).

Actuellement, le plus grand détecteur de neutrinos au monde, IceCube, situé à la station Amundsen-Scott du pôle Sud en Antarctique, a une zone de surveillance de seulement 0,24 miles cubes (1 km cube), ce qui signifie que TRIDENT serait beaucoup plus sensible et plus susceptible de trouver neutrinos.

Les scientifiques affirment qu’un projet pilote démarrera en 2026 et que le détecteur complet sera opérationnel en 2030.

“TRIDENT vise à repousser les limites de performance des télescopes à neutrinos, en atteignant de nouvelles limites de sensibilité dans la recherche de sources astrophysiques de neutrinos dans l’espace”, ont écrit les chercheurs dans un article décrivant le détecteur, publié le 9 octobre dans la revue Nature Astronomy.