Première détection d’un neutrino d’ultra-haute énergie
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La collaboration internationale KM3NeT vient de détecter un neutrino trente fois plus énergétique que tous ceux détectés dans le monde jusqu'à présent.
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Cette découverte exceptionnelle ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des phénomènes énergétiques extrêmes de l'Univers et l'origine des rayons cosmiques.
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C’est un résultat remarquable du télescope KM3NeT, un détecteur gigantesque en cours de construction au fond de la mer Méditerranée. Ce résultat est paru dans la revue Nature le 12 février 2025.
Malgré leur abondance dans l’Univers, les neutrinos n’interagissent que très peu avec la matière ce qui rend ces "particules fantômes" difficiles à détecter. Ces messagers cosmiques d’une masse d’un million de fois plus faible que celle d’un électron, sont émis en ligne droite lors d’évènements cosmiques. L’étude des neutrinos nous apporte des informations précieuses, inaccessibles autrement par des méthodes plus classiques, sur les phénomènes astrophysiques extrêmes dont ils sont originaires.
Une détection exceptionnelle vient d’être réalisée : celle d’un neutrino d’une énergie inédite d’environ 220 pétaélectronvolts (PeV), soit trente fois supérieure à celle de tous les neutrinos précédemment détectés à l’échelle mondiale. L’étude de cet événement pourrait apporter des indices uniques sur les processus à l’œuvre dans les sources les plus énergétiques de l’Univers ou sur l’interaction des rayons cosmiques d’énergie extrême avec le fond diffus cosmologique.
Embarqué dans cette collaboration depuis 2017, le groupe KM3NeT de Subatech a apporté une contribution importante à cette analyse, notamment à l’étalonnage de l’instrument et à la détermination de la direction d’arrivée de ce neutrino. Depuis plusieurs années, les chercheurs et l’équipe technique de Subatech intègrent des modules optiques, participent à leur déploiement sur le site français, prennent part au développement des environnements logiciel et de calcul de l’expérience, contribuent aux campagnes d’étalonnage et de traitement des données et enfin s’intéressent à leur interprétation dans un contexte d’astronomie multi-messagère.
Pour en savoir plus : communiqué de presse CNRS
Illustration de l’événement KM3-20230213A
Les 21 lignes de détection composées de 18 modules optiques (sphères noires) et d’une bouée constituent le détecteur au moment de l'observation. La tour Eiffel est représentée pour indiquer l’échelle. La ligne rouge symbolise la trajectoire du neutrino et le grand cône bleu représente le sillage de la lumière Tcherenkov. Chaque sphère colorée indique un enregistrement individuel de lumière associé à un photomultiplicateur. La taille des sphères est proportionnelle à l’intensité du signal lumineux détecté et la couleur correspond à son décalage par rapport au temps de passage de la lumière Tcherenkov (bleu, puis de jaune vers le pourpre).
© T. Gál, Collaboration KM3NeT.