Les oscillations de neutrinos

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Le neutrino a été postulé en 1930 pour résoudre un problème majeur en physique : la conservation d’énergie. Son existence expérimentale n’a été prouvée qu’un quart de siècle plus tard. Depuis le neutrino occupe la scène avec ses nombreuses énigmes, or la détection, et donc la vérification des prédictions, en est particulièrement ardue. Cela nécessite des détecteurs très massifs. L’ultime problème résolu est celui de la masse des neutrinos : ont-ils ou n’ont-ils pas de masse ? Voyons comment la réponse est arrivée.

  
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Le neutrino a été postulé en 1930 pour résoudre un problème majeur en physique : la conservation d'énergie. Son existence expérimentale n'a été prouvée qu'un quart de siècle plus tard. Depuis le neutrino occupe la scène avec ses nombreuses énigmes, or la détection, et donc la vérification des prédictions, en est particulièrement ardue. Cela nécessite des détecteurs très massifs par exemple le détecteur Superkamiokande.

Les neutrinos ont révélé leurs mystères. © Ezume Images, Shutterstock
L'emblématique détecteur de neutrinos Superkamiokande en phase de remplissage. © Kamioka Observatory, University of Tokyo

Le dispositif situé dans une vaste caverne sous une montagne à l'ouest de Tokyo est constitué d'une immense enceinte de 50 kilotonnes d'eau purifiée, aussi volumineuse qu'un immeuble de 15 étages de haut et pesant sept fois le poids de la Tour Eiffel. Quand un neutrino interagit avec une molécule d'eau, une lumière est créée qui est détectée par un ensemble de 11.000 capteurs appelés tubes photomultiplicateurs. C'est en analysant cette lumière qu'on remonte à la cause, c'est-à-dire au neutrino responsable.

Ainsi les neutrinos ont révélé certains de leurs mystères. L'ultime problème résolu est celui de la masse des neutrinos : ont-ils ou n'ont-ils pas de masse ? Voyons comment la réponse est arrivée.

Dans cette carte blanche vous pourrez découvrir le phénomène d'oscillations, les neutrinos solaires, les neutrinos atmosphériques et la masse des neutrinos.