Un record d’énergie battu pour un neutrino, observé en Méditerranée

Record battu. Pulvérisé, même. Une collaboration majoritairement européenne vient d’observer la plus énergétique des particules élémentaires, comme elle le détaille dans Nature du 12 février. Vingt mille fois plus énergétique que dans le plus puissant des collisionneurs de particules, le LHC, au CERN. Trente fois plus que le précédent record. Les seules particules plus agitées qu’elle sont des rayons cosmiques, des bouffées de protons, donc non élémentaires, et qui peuvent atteindre une énergie mille fois plus grande.

Dans le langage des physiciens, le record vaut 220 péta-électronvolts (PeV), soit 220 milliards de millions d’électronvolts. Un électronvolt étant l’énergie d’un électron accéléré par une tension de 1 volt seulement. Et les 220 PeV équivalant à l’énergie cinétique d’une balle de ping-pong tombant de 1 mètre… Ridicule, alors ? Pas vraiment, car on parle ici d’une particule des milliards de milliards de fois plus petite que la balle blanche.

De quelle particule s’agit-il ? Sans doute de l’une des plus fascinantes : le neutrino. Comme son nom l’indique, cette famille, la deuxième plus abondante dans l’Univers, ne porte pas de charge électrique. Le neutrino est aussi presque sans masse et file quasi à la vitesse de la lumière. Et il interagit très faiblement avec la matière. Cent milliards de ces particules en provenance du Soleil traversent chaque centimètre carré de notre peau toutes les secondes, sans encombre. Une fois créé, le neutrino file en ligne droite sans être dévié de sa trajectoire par les champs magnétiques ou les autres particules, et sans s’arrêter. Si bien que certains rêvent un jour d’observer ceux émis juste après le Big Bang.

« On n’en croyait pas nos yeux »

Le neutrino hyperénergique en question a été créé hors de notre Galaxie, puis il a filé jusqu’à la Terre selon une inclinaison assez horizontale, qui lui a fait traverser par l’ouest les reliefs de Malte avant de percuter une molécule d’eau de mer, le 13 février 2023, au large du sud-est de la Sicile. Le choc, une trentaine de kilomètres après Malte, donne naissance à un muon, sorte de gros électron, qui, tel un avion brisant le mur du son, va, lui, plus vite que la lumière dans l’eau, et crée non pas un bang, mais une déflagration optique.

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