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Chronique des infinis : Happy 10 year anniversary, IceCube !

Chaque mois, Gwenhaël W. De Wasseige nous racontera à travers sa chronique des infinis les dernières actualités qui touchent l’univers et le domaine de l’infiniment petit. Gwenhaël est professeure à l’UCLouvain en physique des astroparticules. Membre des collaborations IceCube et KM3NeT, elle mène la chasse aux neutrinos à la fois au pôle Sud et en mer Méditerranée.

tintin happy birthday
© Hergé - Moulinsart 2021
Il y a presque 5 ans, je décollais pour l’Antarctique avec pour destination le pôle Sud. Parmi mes compagnons de voyage se trouvait le plus courageux des explorateurs, le plus astucieux des reporters, le plus intrépide des belges : Tintin, accompagné bien évidemment de Milou. La jeune astrophysicienne que j’étais n’aurait pu rêver mieux !
Tintin et Milou au pôle Sud
© Gwenhael De Wasseige IceCube/NSF - © Hergé - Moulinsart 2021
La raison de notre voyage ? Prendre soin du plus saugrenu des télescopes ! Là-bas, au milieu du continent le plus désertique de notre planète, par -30 degrés Celsius, Tintin et moi partions à la chasse aux neutrinos avec IceCube. Enterré à plus de 1,5 kilomètre de profondeur, les yeux d’IceCube sont répartis sur un kilomètre cube et observent en continu la noirceur de la glace parmi la plus pure et transparente sur terre à la recherche d’un flash de lumière, seul indice de la présence d’un neutrino.
Curieux de savoir comment ça marche ? Suivez le lien !
Pourquoi se donner tant de mal, me direz-vous... Pour détecter quelques particules les plus mystérieuses de notre univers, produites par des phénomènes explosifs, mille milliards de fois plus éclatants que notre soleil. En une décennie, IceCube a révolutionné notre vision de l’Univers en neutrinos : ce télescope a non seulement permis de découvrir les neutrinos les plus énergétiques observés à ce jour mais a également identifié les premières sources de neutrinos.
Voici à quoi ressemble le ciel vu en neutrinos de très haute énergie :
IceCube Collaboration, Phys. Rev. D 104, 022002 (2021). © IceCube
Chaque point coloré sur une échelle allant du jaune au bleu représente un neutrino détecté par IceCube dans cette direction du ciel. Plus le point est bleu, plus la présence d’une source émettant des neutrinos à cet endroit est statistiquement significative. En comparaison avec nos yeux regardant le ciel, le code couleur représente la différence entre une lueur non identifiée et la certitude d’observer une étoile. La ligne grise représente le plan galactique et le point est le centre de notre galaxie.
Revenons ensemble sur la chronologie :
Fin de l’histoire ? Mais non, seulement le début ! Nous sommes seulement aux premiers balbutiements de l’astronomie neutrino et la prochaine décennie s’annonce encore plus incroyable que la précédente. IceCube prévoit de s’étendre et de devenir dix fois plus grand. Il va également changer le design de ses "yeux" pour augmenter sa sensibilité aux neutrinos à travers une très large gamme en énergie.
Les principaux défis de ces prochaines années seront de cataloguer les sources émettant des neutrinos et utiliser les observations pour mieux les comprendre. En résumé, de faire avec des neutrinos ce que les astrophysiciens font avec la lumière depuis des décennies mais en regardant à travers d’autres lunettes pour découvrir notre univers sous un nouveau jour.

Le saviez-vous ?

La chasse aux neutrinos se mène également dans l’eau ! Avec ANTARES depuis plus de dix ans, immergé dans la mer Méditerranée et maintenant avec KM3NeT a plus de 2000 m de profondeur. Un autre télescope est aussi en cours d’installation dans les profondeurs du lac Baikal, en Russie. Pourquoi dans l’eau ? Et les poissons ?! Histoire à suivre !
Les 7 Boules de cristal. © Hergé - Moulinsart 2021

Et en Belgique :

La Belgique a très rapidement pris part à la chasse aux neutrinos en Antarctique. D’abord avec le détecteur AMANDA (Antarctic Muon And Neutrino Detector Array) dès la fin des années nonantes et ensuite avec IceCube. Les IceCubers travaillent à l’Université Libre de Bruxelles (ULB), à l’Universiteit Gent (UGent), à la Vrije Universiteit Brussel (VUB), et récemment à l’Université Catholique de Louvain (UCLouvain).
Autre fait marquant : l’investigateur principal d’IceCube est belge ! Francis Halzen a fait ses études de physique des particules en Belgique et est à présent Professeur Vilas and Gregory Breit à l’Université du Wisconsin-Madison.
Glossaire :
  • Neutrino (nm) : une particule élémentaire similaire à un électron mais sans charge électrique. Cette particule interagit très rarement avec la matière et demande donc des détecteurs de l’extrême pour pouvoir l’étudier. Le neutrino existe en trois saveurs : électronique, muonique et tauique, qui déterminent comment le neutrino interagit avec la matière. L’antiparticule du neutrino est appelée tout simplement l’antineutrino.
  • Blazar (nm) : une source radio éclatante quasi stellaire associée à un trou noir supermassif dont les jets relativistes sont émis dans notre direction.
  • Événement Glashow (nm) : Prédit en 1960 par le lauréat du Prix Nobel Sheldon Glashow, cette interaction se passe entre un antineutrino électronique et un électron présent dans la glace.
À propos de l’auteur :
Gwenhaël W. De Wasseige est professeure à l’UCLouvain en physique des astroparticules. Membre des collaborations IceCube et KM3NeT, elle mène la chasse aux neutrinos à la fois au Pôle Sud et en mer Méditerranée. Chaque mois, Gwenhaël nous racontera à travers sa chronique des infinis les dernières actualités qui touchent l’univers et le domaine de l’infiniment petit.
1 commentaire
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gilbs
09/10/2021 à 11:36
très bonne idée! à suivre donc!
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