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Neutrino

"L'existence des neutrinos a été évoquée pour la première fois par un célèbre scientifique, le professeur Wolfgang Pauli en 1930. A cette époque, les physiciens se trouvaient confrontés à un problème de taille : la désintégration radioactive bêta (émission d'un électron ou d'un positron par un atome) ne semblait pas respecter les règles fondamentales de conservation de l'énergie ("rien ne se perd, rien ne se crée"). C'est ce qui a amené Pauli à postuler l'existence d'une particule "fantôme", le neutrino, émise avec l'électron et prenant toute l'énergie manquante. Particules "fantômes" car dépourvues de charge, quasiment sans masse, non soumises aux champs électromagnétiques et traversant la matière sans interagir avec. De telles caractéristiques rendent la détection des neutrinos extrêmement ardue. Mais deux scientifiques américains relevèrent le défi : Frederick Reines et Clyde Cowan. Comment ? En utilisant la grande production de neutrinos par les réacteurs nucléaires et en observant les très rares interactions entre neutrinos et atomes. Ils ont réussi le pari et se sont vu attribués le prix Nobel de Physique en 1995 en récompense de leurs efforts.

 Grâce à leur aspect fantomatique, les neutrinos peuvent voyager dans l'univers en toute liberté, sans être déviés de leur trajectoire par les champs magnétiques stellaires et sans être - à de rarissimes exceptions près - absorbés par la matière qu'ils traversent. Ce sont donc des messagers de choix ! Ce sont eux qui ont permis de valider le modèle de la fusion solaire (...), en comparant le nombre de neutrinos prédits par le modèle avec le nombre de neutrinos détectés. Toutefois, le modèle prévoyait une détection de 10 neutrinos par semaine, mais seulement trois étaient comptés. Pourquoi une telle différence ? Le modèle était-il faux ? L'expérience avait-elle été mal conduite ? En fait, les neutrinos existent dans trois "saveurs" différentes et l'expérience ne permettait d'en détecter qu'une seule.

Vanille, fraise ou chocolat : des neutrinos qui se déclinent en trois "saveurs"

Pour comprendre ce que sont ces trois "saveurs" de neutrinos, il est nécessaire de se familiariser avec le modèle standard de la physique des particules. D'après ce modèle, la matière est entièrement constituée de blocs élémentaires appelés fermions. Ces fermions peuvent être classifiés en deux grandes familles : les quarks, qui s'assemblent pour former protons et neutrons (qui composent le noyau atomique), et les leptons. Parmi les leptons, on trouve les électrons (gravitant autour du noyau atomique), les muons et les tau. Si les neutrinos électroniques sont associés à l'électron et sont émis avec l'électron lors de la désintégration radioactive, muons et tau possèdent aussi leurs propres neutrinos : les neutrinos muoniques et tauiques. Au cours de leur voyage interstellaire, les neutrinos oscillent donc entre ces trois "saveurs"."

Coralie Ebert, Les neutrinos, ces visiteurs du fond de l'univers. BE Israël numéro 99 (2/01/2014) - Ambassade de France en Israël / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/74781.htm

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