Depuis les années 1950 et le début de la «course à l'espace», les scientifiques veulent pratiquer l'astronomie et la physique des particules à l'aide de neutrinos de haute énergie. Au fond des friches gelées du pôle Sud, le télescope le plus extrême du monde recherchera des neutrinos à partir des sources astrophysiques les plus violentes de notre univers.
Ces particules incroyablement minuscules appelées neutrinos sont produites par la désintégration d'éléments radioactifs et de particules élémentaires telles que les pions. Contrairement aux photons ou aux particules chargées, les neutrinos proviennent du plus profond des étoiles qui explosent, des explosions de rayons gamma et des phénomènes cataclysmiques impliquant des trous noirs et des étoiles à neutrons et se frayent un chemin à travers notre Univers, échappant à la capture et à l'étude. Rien n'arrête un neutrino… à moins qu'il ne s'écrase dans un atome de glace.
Lorsque le neutrino rare entre en collision avec un atome dans la glace ultra-transparente, il produit un muon qui à son tour rayonne de lumière bleue. En observant cette fluorescence, le scientifique peut alors détecter le chemin du muon et à son tour le chemin du neutrino. Mais, ce genre de travail nécessite vraiment de voir dans l'obscurité - l'obscurité totale. En utilisant la Terre comme type de tube optique de télescope, les neutrinos peuvent entrer dans le pôle Nord tout comme les photons entrent dans une lentille d'objectif primaire. Quand ils interagissent avec la glace pure et non contaminée du pôle Sud de la Terre, c'est un peu comme atteindre l'optique secondaire d'un télescope. La Terre elle-même, comme un tube optique, maintient les photons parasites toujours et la fluorescence produite avec le muon peut alors être collectée et étudiée.
Alors, quel est le problème des neutrinos? Dites Project IceCube: «La motivation de base est de comprendre notre univers, en particulier ce qui alimente les moteurs les plus énergétiques du cosmos et alimente le bombardement des rayons cosmiques vers la Terre. Nous voulons également comprendre la nature de la matière noire. À la fin, la matière dont nous sommes faits ne représente que 4% de l'inventaire de l'Univers, tandis que Dark Matter est de 23%. Ce sont des motivations dominées par la curiosité, par le rêve de l'humanité de comprendre nos origines, notre place dans le cosmos et un avenir bien au-delà de nos horizons humains. »
En bref, IceCube est un télescope cool!
Ce matériel est basé sur des travaux soutenus par la National Science Foundation dans le cadre des subventions n os OPP-9980474 (AMANDA) et OPP-0236449 (IceCube), Université du Wisconsin-Madison. Photo de Daan Hubert / NSF
