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Les neutrinos solaires influencent-ils la radioactivité sur Terre ?

ActualitéClassé sous :physique , Astronomie , neutrinos solaire

Depuis quelques années, certains chercheurs affirment avoir observé d'énigmatiques variations du taux de désintégration de certains éléments. Si cet effet est bien réel, il semble lié au Soleil et peut-être à ses neutrinos. Une connexion avec une rotation du cœur du Soleil aurait aussi été découverte.

Une vue du Soleil par Soho, l'observatoire spatial de l'Esa. Crédit : SOHO - EIT Consortium, ESA, NASA

Des générateurs de nombres aléatoires sont importants pour de nombreuses applications scientifiques. On peut citer la simulation de détecteurs, de phénomènes physiques comme la naissance du Système solaire ou encore l'utilisation de la méthode de Monte Carlo pour calculer des intégrales difficiles.

On connaît des algorithmes informatiques qui génèrent des suites de nombres dites pseudo-aléatoires mais l'idéal est d'obtenir des suites de nombres vraiment aléatoires. Une bonne solution est de se tourner vers des phénomènes physiques, en particulier ceux de la physique quantique. Le taux de désintégration d'un matériau radioactif, par exemple, paraît constant dans le temps mais ce n'est qu'une moyenne. Pour un noyau individuel, on ne peut pas prédire quand il se désintégrera. Au sein d'un faible nombre d'atomes instables apparaissent donc des fluctuations statistiques du nombre de désintégrations, lesquelles peuvent alors servir à générer des suites de nombres vraiment aléatoires.

Deux physiciens américains, Ephraim Fischbach et Jere Jenkins de l'Université de Purdue dans l'Indiana, s'étaient lancés dans cette voie lorsqu'ils ont annoncé il y a quelques années avoir découvert de mystérieuses variations dans les taux de désintégration de certains radioéléments. Une telle fluctuation défie les lois de la physique quantique.

Certaines de ces variations semblaient saisonnières, en particulier les taux de désintégration du silicium 32 et du radium 226. Ces désintégrations semblent se produire un plus souvent en hiver (boréal, donc) qu'en été, comme si la proximité du Soleil jouait un rôle...

Effet du Soleil ou de la météo ?

Pour la majorité des chercheurs, il s'agissait probablement des conséquences indirectes sur les appareils de mesures des variations des conditions de température et d'humidité liées aux saisons. Mais en 2006, un pic de l'activité solaire sembla être fortement corrélé à une variation du taux de désintégration du manganèse 54, avec une décroissance survenue presque un jour et demi avant une grosse éruption solaire. S'en suivirent plusieurs articles basés sur d'autres observations pour tenter de convaincre la communauté scientifique qu'il existe bel et bien un lien entre l'activité du Soleil et ces variations des taux de désintégration.

Si le phénomène est confirmé, il pourrait être précieux pour prédire des tempêtes solaires, génératrices d'électrons tueurs, dangereuses pour les satellites ou pour des expéditions habitées dans le Système solaire. On sait en effet qu'il faudrait probablement une bulle magnétique pour protéger l'équipage des orages solaires pour des expéditions martiennes.

Comment interpréter ce phénomène de modulation des taux de désintégration ? Il ne semble guère y avoir d'autre choix que de le relier à des particules venant du Soleil et intervenant dans les réactions nucléaires. Le neutrino est le candidat tout désigné, à ceci près que l'on ne voit pas du tout par quel mécanisme il peut agir. A moins qu'il ne s'agisse d'une autre particule exotique pas encore découverte, comme l'axion ou une particule caméléon similaire...

Spécialiste des neutrinos solaires à l'Université de Stanford, le physicien Peter Sturrock est tombé par hasard sur les articles défendant la réalité des observations sur les taux de désintégrations et reliant le phénomène aux neutrinos. Pour lui, si l'hypothèse est exacte, on devrait pouvoir la lier à la rotation du Soleil, plus précisément à celle de son cœur, là où ont lieu les réactions thermonucléaires productrices de neutrinos.

Effectivement, selon les chercheurs, il existerait bien des périodicités dans les taux de désintégration similaires à celles trouvées dans les oscillations liées à la rotation interne du cœur. Ces périodicités n'étant pas présentes dans l'environnement des expériences réalisées sur Terre, elles appuieraient donc l'idée tout à la fois de la réalité des variations des taux de désintégration et celle de leur connexion avec la physique solaire.

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