L'action des neutrinos dans les supernovae est mal connue. Lorsque le noyau d'une étoile massive en fin de vie s'effondre sur lui-même sous l'effet de la gravité, les électrons des atomes se combinent avec les protons de leurs noyaux, produisant des protons avec des neutrinos. Les neutrinos produits en abondance s'échappent alors de l'étoile à neutrons en se formant à une vitesse encore plus rapide que la lumière. A tel point que 99% de l'énergie émise par une supernova est sous forme de neutrinos ! L'explosion caractéristique des supernovae qui suit cet épisode est « conduite » par les neutrinos.

Cependant, quand le noyau de l'étoile s'effondre, les neutrinos peuvent être capturés par des neutrons libres ou des neutrons dans des agrégats (noyaux légers) - un processus susceptible d'influencer l'évolution de la supernova. Les physiciens nucléaires ont voulu approfondir le sujet en étudiant la concentration de neutrons dans la matière nucléaire excitée, utilisant des collisions d'ions lourds au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL) à Caen.

Noyaux légers (deutérons, tritons, isotopes de l'hélium-3, etc.) sont créés lorsque les protons et les neutrons s'agrègent lors de la collision entre les noyaux des projectiles et les noyaux cibles. L'objectif des chercheurs est de rassembler les propriétés thermodynamiques régissant l'agrégation de neutrons et de protons dans la matière nucléaire avec une densité similaire à celle des supernovas à effondrement de cœur.

Pour faire ça, ils utilisent une analyse bayésienne pour calculer les probabilités de causes hypothétiques — les « observables » thermodynamiques régissant la formation des agrégats — basées sur l'observation d'événements connus (la formation d'éléments légers).

Grâce au détecteur INDRA (Nucleus Identification and High-Resolution Detection) de l'Installation GANIL, les chercheurs ont déterminé les constantes d'équilibre chimique des agrégats de neutrons et de protons en fonction de la densité de la matière nucléaire, à l'aide de mesures effectuées sur six noyaux légers. Ces valeurs, soumis à un degré élevé d'incertitude, sont comparés à un calcul théorique.

Pour améliorer la précision, d'autres expérimentations sont prévues sur des éléments plus lourds, en utilisant le détecteur FAZIA (Forward A and Z Identification Array) couplé à INDRA, lequel, par une meilleure identification isotopique des noyaux plus lourds notamment, augmentera considérablement la précision de l'expérience.