Qu'est-ce qu'un neutrino?

Particule de très faible masse, voisine de celle d'un électron, et sans charge électrique, le neutrino est une particule subatomique évasive. Le neutrino est tellement timide que la durée entre la théorie de son existence et sa découverte a été de 25 ans. Wolfgang Pauli, célèbre physicien quantique, avait théorisé le neutrino en 1931. Frederick Reines et Clyde Cowan l'ont découvert en 1956 dans un observatoire de neutrinos situé à proximité d'une centrale nucléaire à Savannah River, en Caroline du Sud.

Les neutrinos se déplacent presque à la vitesse de la lumière et de nombreux quadrillions d'entre eux pénètrent dans votre corps toutes les secondes. Mais comme les neutrinos ont une masse aussi faible et qu’ils n’interagissent que très peu avec les atomes, ils peuvent pénétrer plusieurs années-lumière de matière dense avant d’interagir avec un atome. Pour cette raison, ils sont très difficiles à détecter.

Les neutrinos sont générés lors d'un événement connu en physique sous le nom de désintégration bêta. Il semblait impossible de détecter des neutrinos jusqu'à l'avènement de la technologie nucléaire. Les bombes atomiques et les réacteurs nucléaires se sont révélés être une source importante d’activité neutrino par rapport à un lieu typique de la Terre. Les premiers détecteurs de neutrinos étaient des réservoirs remplis d’eau et de chlorure de cadmium. Le premier neutrino détecté n'était en réalité pas un neutrino classique, mais un anti-neutrino.

Lorsqu'un anti-neutrino se heurtait à un proton dans le détecteur de neutrinos, l'interaction produisait un neutron et un positron, ou un anti-électron. L'anti-électron résultant s'annulerait rapidement avec l'un des électrons en orbite autour du noyau, produisant une pulvérisation de deux photons. Ensuite, un neutron parasite libéré par la décomposition de l’atome serait éventuellement (environ 15 ms) capté par un autre atome intact, libérant plus de photons (lumière). Ce modèle distinct de libération de photons en deux étapes pourrait être amplifié par les photoamplificateurs, ce qui déclencherait un registre et fournirait une preuve positive de l'impact des neutrinos.

Avec les méthodes modernes, jusqu'à un neutrino par jour est détecté dans nos observatoires. Le neutrino est un excellent exemple de particule fondamentale qui devient plus compréhensible à mesure que la qualité de nos instruments scientifiques s'améliore. La collecte continue de preuves concernant le neutrino et ses propriétés contribuera certainement de manière précieuse au progrès de la physique théorique contemporaine, qui à son tour générera des découvertes technologiques et théoriques utiles pour la civilisation humaine.