L'expérience OPERA, situé au Laboratoire du Gran Sasso de l'Institut national italien de physique nucléaire (INFN), a été conçu pour prouver de manière concluante que les neutrinos muoniques peuvent se convertir en neutrinos tau, par un processus appelé oscillation de neutrinos, dont la découverte a reçu le prix Nobel de physique 2015. Dans un article publié aujourd'hui dans la revue Lettres d'examen physique , la collaboration OPERA rapporte l'observation d'un total de dix événements candidats pour une conversion muon en tau-neutrino, dans quels sont les résultats très finaux de l'expérience. Cela démontre sans ambiguïté que les neutrinos du muon oscillent en neutrinos du tau en provenance du CERN, où les neutrinos du muon ont été produits, au Laboratoire du Gran Sasso à 730km, où OPERA a détecté les dix candidats neutrinos tau.

Aujourd'hui, la collaboration OPERA a également rendu ses données publiques via le portail Open Data du CERN. En publiant les données dans le domaine public, les chercheurs extérieurs à la collaboration OPERA ont la possibilité de mener avec eux de nouvelles recherches. Les ensembles de données fournis sont accompagnés d'informations contextuelles riches pour aider à interpréter les données, également à usage pédagogique. Un visualiseur permet aux utilisateurs de voir les différents événements et de les télécharger. Il s'agit de la première publication de données non-LHC via le portail Open Data du CERN, un service lancé en 2014.

Il existe trois types de neutrinos dans la nature :les électrons, neutrinos du muon et du tau. On peut les distinguer par la propriété que, lors de l'interaction avec la matière, ils se transforment généralement en lepton électriquement chargé portant leur nom :électron, leptons muons et tau. Ce sont ces leptons qui sont vus par les détecteurs, comme le détecteur OPERA, unique dans sa capacité à observer les trois. Des expériences menées au tournant du millénaire ont montré que les neutrinos du muon, après avoir parcouru de longues distances, créer moins de muons que prévu, lors de l'interaction avec un détecteur. Cela suggérait que les neutrinos du muon oscillaient en d'autres types de neutrinos. Comme il n'y a pas eu de changement dans le nombre d'électrons détectés, les physiciens ont suggéré que les neutrinos du muon oscillaient principalement en neutrinos du tau. Ceci est maintenant confirmé sans ambiguïté par OPERA, par l'observation directe des neutrinos du tau apparaissant à des centaines de kilomètres de la source de neutrinos du muon. La clarification des schémas d'oscillation des neutrinos met en lumière certaines des propriétés de ces mystérieuses particules, comme leur masse.

La collaboration OPERA a observé le premier événement tau-lepton (preuve d'oscillation muon-neutrino) en 2010, suivi de quatre événements supplémentaires signalés entre 2012 et 2015, lorsque la découverte de l'apparence du neutrino tau a été évaluée pour la première fois. Grâce à une nouvelle stratégie d'analyse appliquée à l'échantillon complet de données collectées entre 2008 et 2012 - la période de production de neutrinos - un total de 10 événements candidats ont maintenant été identifiés, avec un niveau de signification extrêmement élevé.

"Nous avons tout analysé avec une toute nouvelle stratégie, compte tenu des particularités des événements, " a déclaré Giovanni De Lellis, porte-parole de la collaboration OPERA. " Nous rapportons également la première observation directe du nombre de leptons du neutrino tau, le paramètre qui discrimine les neutrinos de leur homologue antimatière, antineutrinos. Il est extrêmement gratifiant de voir aujourd'hui que les résultats de notre héritage dépassent largement le niveau de confiance que nous avions envisagé dans la proposition d'expérience."

Au-delà de la contribution de l'expérience à une meilleure compréhension du comportement des neutrinos, le développement de nouvelles technologies fait également partie de l'héritage d'OPERA. La collaboration a été la première à développer entièrement automatisé, technologies de lecture à grande vitesse avec une précision submicrométrique, qui a été le pionnier de l'utilisation à grande échelle des films dits d'émulsion nucléaire pour enregistrer les traces de particules. La technologie des émulsions nucléaires trouve des applications dans un large éventail d'autres domaines scientifiques, de la recherche de matière noire à l'étude des volcans et des glaciers. Il est également appliqué pour optimiser la thérapie hadronique pour le traitement du cancer et a récemment été utilisé pour cartographier l'intérieur de la Grande Pyramide, l'un des plus anciens et des plus grands monuments de la Terre, construit sous la dynastie du pharaon Khéops, également connu sous le nom de Khéops.