Le détecteur JUNO chinois annonce ses premières mesures de neutrinos depuis un laboratoire souterrain

Un immense détecteur construit profondément sous terre en Chine a présenté ses premiers résultats scientifiques significatifs, apportant de nouvelles données sur les particules insaisissables connues sous le nom de neutrinos.

Le Jiangmen Underground Neutrino Observatory, ou JUNO, a commencé à enregistrer des informations en août. Sa mission consiste à étudier les neutrinos, particules extrêmement petites issues de l’univers primitif et présentes depuis le Big Bang. Des milliers de milliards d’entre eux traversent le corps humain chaque seconde sans causer de dommages, mais leur masse quasi nulle les rend très difficiles à détecter.

Dans une étude publiée mercredi dans la revue Nature, la collaboration JUNO a fait état des résultats de ses deux premiers mois d’exploitation. L’équipe a déclaré que les données comprennent certaines des mesures les plus précises à ce jour de la façon dont les neutrinos changent entre trois types, appelés saveurs, lors de leur déplacement dans l’espace.

"Cela me donne vraiment envie de voir d’autres résultats passionnants à l’avenir", a déclaré Kate Scholberg, physicienne à Duke University, qui n’a pas participé à l’étude.

Le détecteur sphérique de JUNO se trouve à 2 297 pieds, soit 700 mètres, sous la surface. Il étudie les antineutrinos produits par les réactions de deux centrales nucléaires voisines. Les antineutrinos sont les équivalents en miroir des neutrinos, et les chercheurs les utilisent pour mieux comprendre le comportement des neutrinos.

Lorsque des antineutrinos frappent des particules à l’intérieur de l’instrument, l’interaction crée une bouffée de lumière qui peut être mesurée.

Les chercheurs espèrent que JUNO aidera à trancher une grande question de la physique des particules : comment les trois saveurs de neutrinos se comparent en masse. Les scientifiques pensent que deux des saveurs ont une masse proche et que la troisième est différente, mais ils n’ont pas encore confirmé si la paire est plus lourde ou plus légère que l’exception.

Les premiers résultats ne résolvent pas cette énigme. Ils démontrent toutefois la sensibilité du détecteur et montrent qu’il "sera capable de tester les ondulations plus fines" qui distinguent les saveurs de neutrinos et leurs masses, a déclaré Liangjian Wen, coauteur de l’étude et membre de la collaboration JUNO.

Deux autres grands projets sur les neutrinos, le Hyper-Kamiokande au Japon et le Deep Underground Neutrino Experiment aux États-Unis, devraient commencer à recueillir des données au cours de la prochaine décennie. Les scientifiques prévoient d’utiliser ces expériences pour comparer leurs résultats avec ceux de JUNO au moyen de méthodes distinctes.