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LES ENIGMES DU NEUTRINOS



Trois Grandes Enigmes



La matiere noire

Depuis plus de 20 ans, un enigme donne des maux de tete aux astrophysiciens. Les mesures de la vitesse de rotation des etoiles dans plusieurs galaxies ont donne des resultats inattendus: les etoiles a la peripherie des galaxies tournent plus vite que prevu. On mit parfois en doute la loi de la gravitation, on tenta d'inventer une hypothetique cinquieme force... rien ne parvint a expliquer simplement cette vitesse trop elevee. Une autre explication serait l'existence de matiere invisible, ou matiere noire, orbitant autour et dans les galaxies et que l'on ne detecte qu'a travers ses effets gravitationnels. Si les neutrinos etaient massif, ils seraient de bons candidats a la matiere noire, car ils sont censes remplir l'univers a raison de 330 neutrinos par cm3. Bon candidat, mais a condition d'avoir une masse ni trop grande, ni trop petite.



Le deficit de neutrinos solaires

Depuis 1975 et surtout depuis 1995, les physiciens savent avec certitude que les neutrinos en provenance de notre soleil sont beaucoup moins nombreux que prevu. La theorie, qui rend compte par ailleurs avec une remarquable precision du fonctionnement du soleil, prevoit environ 64 milliards de neutrino par seconde et par cm2, sur terre. Les detecteurs comme GALLEX ou SAGE n'en observent pas plus de 40 milliards par seconde et par cm2. Ou sont passes les neutrinos manquant?...
Soit le modele decrivant le fonctionnement du soleil, si remarquable, est errone, soit quelque chose empeche les neutrinos d'arriver sur terre ou d'etre detectes. Si les neutrinos avaient une masse, ils pourraient osciller et les oscillations pourraient expliquer ce deficit en neutrinos solaires.



Les rayons cosmiques de tres haute energie

Depuis une trentaine d'annees egalement, un phenomene, dont la source est encore inconnue et que l'on nomme les rayons cosmiques, garde un mystere. Les rayons cosmiques de grande energie sont des particules venues de l'univers et qui creent d'immense gerbes de particules (pions, kaons, muons, electrons, neutrinos, photons...) lorsqu'elles entrent en collision avec des atomes de notre atmosphere. Certains des rayons cosmiques detectes ont plus d'energie qu'une balle de tennis au service, soit environ 10 Joules, c'est a dire 1020 eV. Cela fait beaucoup pour une seule particule. Si la particule devenait une balle de tennis, elle aurait alors une energie de 1046 eV, soit 1027 Joules, c'est a dire 10 fois l'energie que rayonne le soleil tout entier a chaque seconde. A l'heure actuelle, aucun phenomene cosmique connu n'est capable d'accelerer des particules pour atteindre de telles energies. Certains physiciens pensent que ces particules de tres haute energie pourraient etre des neutrinos. Mais d'ou viendraient-ils et comment feraient-ils pour avoir une telle energie? Le mystere reste ouvert.


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Last update: 26/06/1999 : http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/nenigmes.html
Didier Verkindt