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Maths, Physique & Chimie

Nobel de physique 2015 : le neutrino à l’honneur

Les chercheurs japonais Takaaki Kajita et canadien Arthur B. McDonald remportent le prix Nobel de physique 2015 pour leurs travaux sur l’oscillation des neutrinos, phénomène qui démontre que ces particules ont une masse.

Arthur B. McDonald et Takaaki Kajita, prix Nobel de physique 2015© T. Kajita, K. MacFarlane. Queen's University

Le prix Nobel de physique revient cette année au Japonais Takaaki Kajita, directeur de l’Institut pour la recherche sur les rayons cosmiques et professeur à l’université de Tokyo, et au Canadien Arthur B. McDonald, professeur émérite à la Queen’s University. Ces deux chercheurs ont mis en évidence le caractère d’oscillation du neutrino, démontrant ainsi qu’il avait une masse. Leur découverte permet de comprendre le fonctionnement interne de la matière et de mieux connaître l’Univers.

Les neutrinos, dont l’existence a été présupposée par le physicien Wolgang Pauli en 1930 et confirmée expérimentalement en 1956, sont des milliards de fois plus nombreux dans le cosmos que les protons, neutrons et électrons. Le neutrino interagit très peu avec la matière, il est donc difficilement observable et se comporte comme un véritable passe-muraille. Des quantités astronomiques de neutrinos provenant du cœur du Soleil et se déplaçant à une vitesse proche de la lumière nous traversent sans que l’on s’en rende compte.

Neutrino écartelé entre ses identités électronique, muonique et tauique

C’est le caractère immatériel propre à cette particule qui a longtemps trompé les physiciens, lesquels pensaient qu’elle devait être dépourvue de masse, à l’instar du photon, la particule la plus répandue dans l’Univers. Les travaux des deux Nobel ont justement permis de révéler que le neutrino possédait bien une masse, même infinitésimale. Ils ont démontré que le neutrino pouvait prendre trois formes ou « saveurs » différentes – électronique, muonique et tauique – en oscillant de l’une à l’autre. C’est ce que les physiciens nomment « l'oscillation des neutrinos ». Cette découverte, « d'une portée considérable », selon le jury suédois, implique que le neutrino possède une masse.

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