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Un événement cosmique captivant a été observé au fond de la Méditerranée, où des chercheurs ont détecté un neutrino d’une énergie record. Ce phénomène, survenu le 13 février 2023, marque une avancée significative dans le domaine de la physique des particules.
Découverte d’un Neutrino Énergétique
À une profondeur de 3450 mètres, les détecteurs de l’installation ARCA, située au large de la côte sicilienne, ont intercepté un signal inhabituel. Ce signal est attribué au neutrino le plus énergique jamais reçu sur Terre, provenant des profondeurs de l’univers.
Comme l’explique Rosa Coniglione, chercheuse principale à l’Institut national de physique nucléaire en Italie, « les neutrinos sont parmi les particules élémentaires les plus mystérieuses. Ils n’ont pas de charge électrique et presque pas de masse, ce qui les rend extrêmement difficiles à détecter ». Ces particules peuvent traverser la Terre sans provoquer de réaction.
Le Rôle de l’Installation ARCA
En moyenne, dix milliards de neutrinos frappent chaque centimètre carré de la surface terrestre chaque seconde. Pour en détecter quelques-uns, des collaborations internationales ont développé de vastes installations comme IceCube en Antarctique et ARCA en Méditerranée. Lorsque un neutrino interagit avec une molécule d’eau, cela génère des particules chargées appelées myons, qui émettent une lumière bleue connue sous le nom de radiation Cherenkov. Les détecteurs sous-marins captent cette lumière grâce à de nombreux amplificateurs.
À terme, ARCA contiendra 128 340 amplificateurs de lumière, et sera complétée par l’installation ORCA, qui ajoutera 64 170 amplificateurs à une profondeur de 2450 mètres près de Toulon. Ensemble, elles formeront le télescope KM3NeT, rassemblant plus de 360 scientifiques de 68 institutions dans 22 pays.
Un Signal Énergétique Impressionnant
Le signal détecté le 13 février 2023 correspond à un myon d’une énergie de 120 Peta-électronvolts, se déplaçant presque horizontalement à travers la détecteur, ce qui indique qu’il ne provient pas de la radiation cosmique dans l’atmosphère. Les chercheurs estiment que le neutrino à l’origine de ce myon avait une énergie de 220 Peta-électronvolts, plus de vingt fois supérieure au précédant record établi par IceCube.
Les neutrinos, après les photons, sont les deuxièmes particules les plus abondantes dans l’univers. Leur détection nécessite des instruments de mesure très sensibles. Coniglione souligne l’importance de ces découvertes, affirmant qu’ils sont des messagers cosmiques capables de révéler les mystères des phénomènes les plus puissants de l’univers.
Origine Éventuelle de ce Neutrino
Bien que les chercheurs n’aient pas encore pu déterminer l’origine de ce neutrino d’énergie extrême, plusieurs hypothèses sont envisagées, y compris des trous noirs supermassifs, des explosions d’étoiles ou des collisions de noyaux d’étoiles à neutrons. Paschal Coyle, porte-parole de KM3NeT, déclare que cette découverte ouvre un nouveau chapitre dans l’astronomie des neutrinos, permettant d’accéder à de nouvelles perspectives sur l’univers.
