Comment peut-on détecter les neutrinos ?

Qu’avons nous appris jusqu’à présent ? Nous savons que :

  • Les neutrinos peuvent provenir de presque partout.
  • Il y a BEAUCOUP de neutrinos qui voyagent autour de nous.

Cela devrait donc être facile de les voir, n’est-ce-pas ? Et bien malheureusement, pas du tout! Souvenez-vous que les neutrinos interagissent seulement faiblement avec la matière autour de nous! Cela veut dire que nous avons besoin de détecteurs gigantesques pour être capables de voir quelques-uns d’entre eux.

Par exemple, notre détecteur KM3NeT/ORCA (pour Oscillation Research with Cosmics in the Abyss) est grand comme un immeuble de 60 étages (donc beaucoup plus grand que votre maison!) et KM3NeT/ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) dépasse plus de deux fois la taille de la Tour Eiffel! Impressionnant, n’est-ce-pas ? Mais de tels détecteurs sont nécessaires pour augmenter nos chances d’attraper quelques neutrinos.

Comment pouvons-nous les attraper ? Nous devons attendre qu’un neutrino entre en collision avec la matière autour de nos détecteurs. Si un neutrino rencontre un proton par exemple, il peut disparaître pour produire une particule chargée que nous connaissons bien, par exemple un électron. Les neutrinos de différentes saveurs peuvent produire un muon ou un tau, qui sont des sortes d’électrons lourds. Ces particules chargées peuvent voyager très rapidement, plus rapidement que la lumière dans l’eau (la vitesse de la lumière dans l’eau est plus petite que celle de la lumière dans le vide !), et produire une lumière bleue qu’on appelle radiation Cherenkov.

Au total, nos détecteurs KM3NeT seront équipés de plus de 2000 senseurs par bloc de détection, alignés de haut en bas depuis le sol de la mer Méditerranée. Au total, il y aura un bloc ORCA et deux blocs ARCA, donc 6210 senseurs chacun équipé de 31 instruments appelés photomultiplicateurs, les yeux des senseurs permettant de voir la lumière Cherenkov.

En résumé, nous immergeons à différents endroits de la Mer Méditerranée plus de 190 000 “yeux” qui chercheront en continu des indices de l’interaction d’un neutrino avec l’eau.