L’Observatoire de neutrinos IceCube en Antarctique.Crédit : Christophe Michel (CC BY-SA 4.0)
Je me souviens très bien de la première fois que j’ai lu un article de Francis Halzen sur les neutrinos de haute énergie. C’était à la fin des années 1990 et j’étais étudiant de premier cycle à l’Université de Californie à Berkeley. Le domaine de la physique des astroparticules était jeune et Halzen faisait des prédictions qui ne pouvaient pas être testées avec les accélérateurs de particules conventionnels.
Le 6 octobre, Halzen a reçu le prix Nobel de physique pour ses travaux sur l’observatoire de neutrinos IceCube au pôle Sud. L’expérience utilise des capteurs intégrés dans la glace pour détecter les neutrinos de haute énergie (un type de particule fondamentale) qui ont été projetés vers la Terre depuis des accélérateurs cosmiques lointains.
Prix Nobel de physique décerné pour la détection des neutrinos cosmiques
Les physiciens des astroparticules ont de nombreuses idées d’expériences qui ont le même potentiel de découverte qu’IceCube. Par exemple, l’expérience sous-marine sur les neutrinos de l’océan Pacifique (P-ONE) – une collaboration entre l’Amérique du Nord et l’Europe – est actuellement en construction au large de l’île de Vancouver, au Canada. Il existe également plusieurs projets de recherche de matière noire (une substance qui n’interagit pas avec la lumière et n’émet pas de lumière), notamment la collaboration XLZD (un consortium européen-nord-américain) et PandaX en Chine.
Cependant, réaliser ces expériences n’est pas facile. L’histoire de Halzen et d’IceCube est une leçon non seulement sur la science fondamentale, mais aussi sur ce qu’il faudra pour construire l’infrastructure qui soutiendra les découvertes au cours des prochaines décennies.
Quand j’ai lu pour la première fois l’article de Halzen (F. Halzen et al. Astrophysique. J.. 527L93-L96 ; 1999), IceCube n’était pas encore construit, mais son prédécesseur, appelé Antarctique Muon and Neutrino Detector Array (AMANDA), était en fonctionnement. La construction d’AMANDA a coûté environ 7 millions de dollars américains. C’est bien moins que les 271 millions de dollars qu’a coûté la construction d’IceCube. Néanmoins, réaliser des expériences à cette échelle plus petite peut s’avérer difficile. Ils nécessitent plus de ressources qu’un projet initial de validation de principe, mais ils ne sont pas assez grands pour faire une découverte.
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De nombreux pays sont confrontés à des décisions difficiles concernant le financement de la recherche, et je crains que les projets de petite et moyenne taille ne soient une cible facile pour des réductions. Par exemple, le plan stratégique américain pour la physique des particules (P5) pour 2023 recommandait de créer un portefeuille d’expériences à petite échelle. Cependant, en raison de contraintes budgétaires, il n’est pas certain que le portefeuille proposé soit réalisé.
