Les neutrinos sont les particules élémentaires les plus timides connues. En ce moment, des milliards d'entre eux traversent chaque centimètre carré de votre corps.

Le physicien des astroparticules de Leyde Alexey Boyarsky espère générer des neutrinos dans ces particules élémentaires en nombre massif, afin de les détecter et d'étudier leurs propriétés. Cela pourrait même permettre de découvrir le neutrino stérile encore plus reclus, une particule candidate (hypothétique) pour la mystérieuse matière noire.

C'est la forme invisible de la matière gravitationnelle qui rend les galaxies beaucoup plus lourdes que ne peut être expliquée par la seule matière visible telle que les étoiles.

Particules cachées

L'idée est d'utiliser SPS, l'accélérateur de démarrage qui accélère les particules pour le Large Hadron Collider (LHC), le sous-sol, Accélérateur annulaire de 27 kilomètres de large près de Genève. Normalement, Le SPS n'est que la première étape. Après avoir été monté en puissance dans SPS, une partie de ces particules accélérées est transférée vers l'accélérateur LHC pour être encore boostée à des énergies extrêmement élevées.

Boyarsky : « Mais la plupart des particules du SPS ne sont pas du tout utilisées. Elles pourraient être acheminées vers SHiP. » Bateau, qui signifie "Rechercher des particules cachées, " est un détecteur de neutrinos géant qui pourrait être construit au cours de cette décennie.

"Le LHC est optimisé pour repousser les frontières de l'énergie, mais nous voulons repousser la frontière de l'intensité, " dit Boyarsky. L'intensité est le nombre de particules générées par seconde. Plus il y a de particules, plus il y a de collisions, plus il y a de collisions, plus il y a de neutrinos générés, et plus les neutrinos, plus les chances qu'un de ces neutrinos puisse être détecté sont élevées.

Trois saveurs

SHiP coûterait environ 200 millions d'euros, et sa conception et son financement sont toujours à l'étude. Le 17 mars cependant, Le CERN a approuvé la construction d'un détecteur précurseur appelé SND@LHC, qui signifie Scattering and Neutrino Detector at LHC.

"C'est une très bonne nouvelle, " dit Boyarsky, "SND@LHC est une expérience d'exploration, afin de rechercher différentes parties de SHiP." SND@LHC utilisera les collisions du LHC comme source de neutrinos, et coûtera environ 1% de SHiP. Il peut être construit dans un tunnel inutilisé à 480 m du LHC, où il peut déjà étudier la physique des neutrinos.

Les neutrinos se déclinent en trois saveurs :électron, les neutrinos du muon et du tau, avec des masses croissantes mais très infimes (qui n'ont pas encore été mesurées). Les neutrinos oscillent aussi mystérieusement, ce qui signifie que les différentes saveurs peuvent se transformer les unes dans les autres.

Boyarsky :« Le LHC produit des neutrinos avec une gamme d'énergies. La physique nous dit que plus l'énergie est élevée, plus la chance de détecter le neutrino est grande."

SND@LHC pourrait même avoir une chance sportive de repérer le neutrino stérile, s'il existe. Boyarsky : « Nous pourrions déjà accéder à une physique complètement nouvelle. »