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 Communiqué de presse 


Pas si discrets, les «neutrinos» !
Deux physiciens de l’UNIGE confirment l’existence de particules élémentaires primordiales

Deux chercheurs du Département de physique théorique de l’Université de Genève (UNIGE) viennent de mesurer des fluctuations qui trahissent l’existence, jusque-là hypothétique, d’un océan de neutrinos cosmiques. Il s’agit de particules élémentaires dont la masse est infime, la charge nulle, et qui interagissent de manière extrêmement faible avec la matière. Publiée dans la revue Physical review letters, cette découverte, dont l’examen se poursuit aux Universités d’Oxford et de Rome, est l’œuvre de Roberto Trotta et Alessandro Melchiorri, tous deux chercheurs à la Faculté des sciences de l’UNIGE. En outre, elle conforte l’adéquation entre les théories actuelles de l’infiniment grand, soit du modèle astrophysique, et de l’infiniment petit, c’est-à-dire du modèle élaboré par la physique des particules.

Les «neutrinos»? Il en existe plusieurs sortes. Mais ce sont avant tout des particules élémentaires sans charge et de masse très petite qui interagissent de manière exceptionnellement faible avec la matière et sont, par conséquent, très difficiles à observer, que ce soit en laboratoire ou au sein d’un accélérateur de particules. De plus, ils sont extrêmement nombreux partout dans l’Univers ; sur Terre comme dans une galaxie lointaine, chaque centimètre cube en contient environ 150.

La Terre est ainsi traversée par un flux ininterrompu de neutrinos, tandis qu’un océan de ces particules imbibe le fond de l’Univers. Or, si leur présence au sein de la matière a été postulée depuis longtemps, qu’elle a été attestée via des premières mesures il y a une trentaine d’années, on n’était jamais parvenu à confirmer la présence de neutrinos dits cosmologiques, à savoir ceux qui résident dans l’Univers. C’est désormais chose faite grâce aux chercheurs Roberto Trotta et Alessandro Melchiorri, dont la découverte s’est produite au Département de physique théorique de l’UNIGE.

Saisir les fluctuations dans l’Univers
Comme celle des neutrinos «tout court», l’existence des neutrinos cosmiques (ou primordiaux) était intégrée au modèle théorique du Big Bang. Mais, du fait de leur faible énergie (basse température), ces neutrinos n’avaient jamais pu être clairement détectés. C’est la saisie de fluctuations (le terme technique usité est celui d’« anisotropies ») dans l’océan de neutrinos baignant l’Univers qui a indirectement permis la vérification de leur existence.

Pour percevoir ces neutrinos, les deux physiciens, qui ont respectivement effectué leur travail de thèse sous la direction de la prof. Ruth Durrer, ont combiné des cartes du fond cosmique fossile de micro-ondes, cartes que l’on doit au satellite américain WMAP, avec le catalogue de galaxies SLOAN. Les fluctuations détectées correspondent à des variations d’intensité dans ce fond cosmique fossile. Celles-ci génèrent des effets gravitationnels qui ont un impact sur la formation des structures partout dans l’Univers.

Publiée dans la revue Physical review letters, la découverte de ces fluctuations jette un nouvel éclairage sur les propriétés des neutrinos cosmiques de même qu’elle contribue à une confirmation indirecte de leur existence concrète. Sur le plan théorique, elle signale une fois de plus l’accord qui lie les modélisations actuelles de l’infiniment grand (les modèles astrophysiques) et de l’infiniment petit (les modèles définis par la physique des particules).

 

Pour obtenir de plus amples informations,
n’hésitez pas à prendre contact avec la prof. Ruth Durrer
au 022 379 68 84
ou par courriel à l’adresse Ruth.Durrer@physics.unige.ch


Genève, le 5 septembre 2005