L’existence d’un « neutrino stérile », une particule hypothétique, a longtemps échappé aux scientifiques. Il y avait de l’espoir qu’une anomalie étrange et déroutante détectée dans une tempête de réacteur nucléaire pourrait conduire à la découverte de cette particule. Malheureusement, cependant, de nouvelles recherches ont définitivement exclu que cette mesure bizarre indiquait un neutrino stérile.

Les neutrinos sont parfois appelés « particules fantômes » car ils interagissent à peine avec d’autres matières : environ 100 000 milliards traversent notre corps chaque seconde. Depuis que les neutrinos ont été théorisés pour la première fois dans les années 1930, les scientifiques tentent de déterminer les propriétés de ces métamorphes, qui sont l’une des particules les plus courantes dans l’univers.

Ils apparaissent « lorsque la nature du noyau d’un atome a été modifiée », a déclaré à l’Agence France-Presse (AFP) le physicien David Lhuillier du Commissariat à l’énergie atomique. Cela pourrait se produire lorsqu’ils se rejoignent dans la fusion déchaînée au cœur d’étoiles comme notre soleil, ou se séparent dans des réacteurs nucléaires, a-t-il déclaré.

Il existe trois saveurs confirmées de neutrino : électron, muon et tau. Cependant, les physiciens soupçonnent qu’il pourrait y avoir un quatrième neutrino, qualifié de « stérile » car il n’interagit pas du tout avec la matière ordinaire.

En théorie, il ne répondrait qu’à la gravité et non à la force fondamentale des interactions faibles, qui dominent encore les autres neutrinos. Le neutrino stérile a une place préparée pour lui en physique théorique, « mais il n’y a pas encore eu de démonstration claire de son existence », a-t-il ajouté.

candidat matière noire

Alors Lhuillier et le reste de la collaboration STEREO, qui réunit des scientifiques français et allemands, se sont mis à sa recherche. Les mesures précédentes du réacteur nucléaire avaient trouvé moins de neutrinos que le nombre attendu par les modèles théoriques, un phénomène appelé « anomalie des antineutrinos du réacteur ».

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Il a été suggéré que les neutrinos parasites étaient devenus stériles, offrant une rare opportunité de prouver leur existence. Pour le savoir, la collaboration STEREO a installé un détecteur dédié à quelques mètres d’un réacteur nucléaire utilisé pour la recherche à l’institut Laue-Langevin de Grenoble, en France.

Après quatre ans d’observation de plus de 100 000 neutrinos et deux ans d’analyse des données, le verdict a été publié mercredi dans la revue Nature.

L’anomalie « ne peut pas être expliquée par des neutrinos stériles », a déclaré Lhuillier. Mais cela « ne signifie pas qu’il n’y en a pas dans l’univers », a-t-il ajouté.

L’expérience a révélé que les prédictions précédentes du nombre de neutrinos produits étaient incorrectes. Mais ce n’était pas une perte totale, offrant une image beaucoup plus claire des neutrinos émis par les réacteurs nucléaires. Cela pourrait aider non seulement pour les recherches futures, mais aussi pour la surveillance des réacteurs nucléaires.

Pendant ce temps, la recherche du neutrino stérile se poursuit. Les accélérateurs de particules, qui écrasent les atomes, pourraient offrir de nouveaux indices.

Malgré le revers, l’intérêt pourrait rester élevé car les neutrinos stériles sont depuis longtemps suspectés de la matière noire, qui représente plus d’un quart de l’univers mais reste un mystère.

Comme la matière noire, le neutrino stérile n’interagit pas avec la matière ordinaire, ce qui le rend incroyablement difficile à observer.

« Ce serait un candidat qui expliquerait pourquoi nous voyons des effets sur la matière noire et pourquoi nous ne pouvons pas voir la matière noire », a déclaré Lhuillier.

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