Lorsque les neutrinos s'écrasent sur les molécules d'eau dans les milliards de tonnes de glace qui composent le détecteur de l'observatoire de neutrinos IceCube en Antarctique, plus de 5, 000 capteurs détectent la lumière des particules subatomiques produites par les collisions. Mais comme on pouvait s'y attendre, ces expériences à grande échelle ne sont pas bon marché.

Dans un article récemment accepté par Lettres d'examen physique , une équipe internationale de physiciens travaillant au laboratoire national de l'accélérateur SLAC du ministère de l'Énergie a démontré un moyen peu coûteux d'étendre la recherche de neutrinos d'IceCube.

Les chercheurs ont dirigé un faisceau d'électrons détourné de la source de lumière cohérente Linac (LCLS) du SLAC dans un grand bloc de plastique pour imiter les neutrinos entrant en collision avec la glace. Lorsqu'un neutrino interagit avec la glace, il produit une cascade de particules de haute énergie qui laissent une traînée d'ionisation dans leur sillage. Il en est de même pour les collisions d'électrons dans le plastique.

Pour détecter ces traces d'ionisation, l'équipe a utilisé une antenne pour faire rebondir les ondes radio sur eux. Cela a créé des échos radar qui ont été captés par des antennes supplémentaires. C'était la première fois que des chercheurs pouvaient détecter les échos radar d'une cascade de particules.

Ces échos transportent des informations sur les neutrinos dans une gamme d'énergie qui pourrait combler le fossé entre les neutrinos de plus faible énergie détectés par IceCube et les neutrinos de plus haute énergie détectés par d'autres détecteurs dans la glace et à base de ballons. À suivre, les chercheurs espèrent utiliser une configuration similaire pour détecter les neutrinos avec un écho radio dans la glace de l'Antarctique. En cas de succès, la technique pourrait éventuellement permettre aux chercheurs d'étendre la portée énergétique d'IceCube sans se ruiner.