Contrôle qualité d'un nouveau détecteur de neutrinos en haute mer
Depuis des milliers d'années, l'homme étudie le ciel la nuit, observant la lumière visible émise par les étoiles, pour essayer de comprendre l'univers. Avec l'évolution de la technologie, de nouvelles possibilités d'observation apparaissent, permettant d'examiner des parties invisibles du spectre électromagnétique et de découvrir de nouveaux phénomènes intrigants. Plutôt que de se concentrer sur les photons, de nombreux scientifiques s'intéressent maintenant à une autre particule élémentaire, le neutrino. Cependant, sa masse très petite, sa neutralité électrique et sa réactivité minimale avec la matière rendent sa détection difficile. Afin d'augmenter la probabilité d'interaction et, par conséquent, la détection des neutrinos à haute énergie (HEN), les scientifiques s'appuient sur les énormes volumes de matière avec lesquelles l'interaction se fait. En raison des difficultés techniques et économiques qu'entraîneraient ces énormes volumes de matière, les scientifiques se sont tournés vers la nature, utilisant d'énormes étendues d'eau ou blocs de glace comme matériau de détection. Des chercheurs européens travaillant sur le projet Neutel-APC («High-energy cosmic neutrinos astronomy using a Mediterranean undersea telescope») ont cherché à contribuer à l'effort de détection des HEN en apportant l'assistance technique d'un nouveau prototype de télescope sous-marin pour détecter les neutrinos (ANTARES, acronyme d'Astronomy with a Neutrino Telescope and Abyss Environmental Research) déployé à 2,5 km de profondeur en Méditerranée, au large des côtes françaises. Ils ont conçu un banc d'essai de «boîte noire» reproduisant l'éclairage en eau profonde afin de mesurer et d'optimiser la réponse des éléments de détection du télescope avec une précision inégalée. Par ailleurs, ils ont développé un outil logiciel intégrant la base de données ANTARES pour surveiller les conditions externes et l'état du détecteur et pour réaliser des «balises» de qualité indiquant l'adaptabilité de certaines données en vue d'une analyse spécifique. Des scientifiques ont également conçu une nouvelle méthode d'analyse multi-marqueurs en combinant la recherche de sources de HEN et la recherche de sources d'ondes gravitationnelles (GW). L'activité de recherche conjointe devrait fournir une idée plus précise des conditions des émissions cosmiques provenant de sources astrophysiques courantes. Globalement, les optimisations technologiques et les outils de suivi et d'analyse des données conçus par l'équipe du projet Neutel-APC devraient faciliter l'utilisation efficace du détecteur déployé sur environ un dixième de kilomètre carré en Méditerranée, dans le cadre du projet ANTARES, et améliorer la détection des neutrinos de haute énergie (HEN) en vue de mieux comprendre la nature et l'origine de l'univers.