Particule de très faible masse, proche de celle d’un électron, et sans charge électrique, le neutrino est une particule subatomique insaisissable. Le neutrino est si timide que la durée entre la théorisation de son existence et sa découverte réelle était de 25 ans. Wolfgang Pauli, un célèbre physicien quantique, a théorisé le neutrino en 1931. Il a été découvert par Frederick Reines et Clyde Cowan en 1956 dans un observatoire de neutrinos situé à côté d’une centrale nucléaire à Savannah River, en Caroline du Sud.
Les neutrinos voyagent presque à la vitesse de la lumière et de nombreux milliards d’entre eux pénètrent dans votre corps chaque seconde. Mais parce que les neutrinos ont une masse si faible et n’interagissent que légèrement avec les atomes, ils peuvent pénétrer plusieurs années-lumière de matière densément compacte avant d’interagir avec un atome. Pour cette raison, ils sont très difficiles à détecter.
Les neutrinos sont générés lors d’un événement connu en physique sous le nom de désintégration bêta. Il semblait sans espoir de détecter les neutrinos jusqu’à l’avènement de la technologie nucléaire. Les bombes atomiques et les réacteurs nucléaires se sont avérés être de riches sources d’activité neutrino par rapport à un endroit typique de la Terre. Les premiers détecteurs de neutrinos étaient des réservoirs remplis d’eau et de chlorure de cadmium. Le premier neutrino détecté n’était en fait pas un neutrino conventionnel mais un anti-neutrino.
Lorsqu’un anti-neutrino entre en collision avec un proton dans le détecteur de neutrinos, l’interaction produit un neutron et un positron, ou un anti-électron. L’anti-électron résultant s’annihilerait rapidement avec l’un des électrons en orbite autour du noyau, entraînant une pulvérisation de deux photons. Ensuite, un neutron parasite libéré de la décomposition de l’atome serait éventuellement (~ 15 ms) capté par un autre atome intact, libérant plus de photons (lumière). Ce modèle distinct en 2 étapes de libération de photons pourrait être amplifié par des photoamplificateurs, déclenchant ainsi un registre et fournissant des preuves positives de l’impact des neutrinos.
Avec les méthodes modernes, jusqu’à un neutrino par jour est détecté dans nos observatoires. Le neutrino est un excellent exemple de particule fondamentale qui devient plus compréhensible à mesure que la qualité de nos instruments scientifiques s’améliore. La collecte continue de preuves concernant le neutrino et ses propriétés contribuera certainement de manière précieuse au progrès de la physique théorique contemporaine, qui à son tour générera des découvertes technologiques et théoriques utiles pour la civilisation humaine.