D'un communiqué de presse NRAO:
Cherchant à détecter de mystérieux neutrinos à ultra-haute énergie dans des régions lointaines de l'espace, une équipe d'astronomes a utilisé la Lune dans le cadre d'un système de télescope innovant pour la recherche. Leur travail a donné un nouvel aperçu de l'origine possible des particules subatomiques insaisissables et ouvre la voie à une nouvelle vision de l'Univers à l'avenir.
L’équipe a utilisé du matériel électronique à usage spécial apporté au radiotélescope Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation et a profité de nouveaux récepteurs radio plus sensibles installés dans le cadre du projet Expanded VLA (EVLA). Avant leurs observations, ils ont testé leur système en faisant voler un petit émetteur spécialisé au-dessus du VLA dans un ballon d'hélium.
En 200 heures d'observations, Ted Jaeger de l'Université de l'Iowa et du Naval Research Laboratory, et Robert Mutel et Kenneth Gayley de l'Université de l'Iowa n'ont détecté aucun des neutrinos à ultra-haute énergie qu'ils recherchaient. Ce manque de détection a placé une nouvelle limite sur la quantité de ces particules arrivant de l'espace et a mis en doute certains modèles théoriques de la façon dont ces neutrinos sont produits.
Les neutrinos sont des particules subatomiques à déplacement rapide sans charge électrique qui passent facilement sans entrave à travers la matière ordinaire. Bien qu'ils soient abondants dans l'Univers, ils sont notoirement difficiles à détecter. Les expériences pour détecter les neutrinos du soleil et les explosions de supernova ont utilisé de grands volumes de matériaux tels que l'eau ou le chlore pour capturer les interactions rares des particules avec la matière ordinaire.
Les neutrinos à ultra-haute énergie recherchés par les astronomes sont supposés être produits par les noyaux énergétiques alimentés par les trous noirs des galaxies éloignées; explosions stellaires massives; annihilation de la matière noire; particules de rayons cosmiques interagissant avec les photons du fond cosmique micro-ondes; des larmes dans le tissu de l'espace-temps; et les collisions des neutrinos à ultra-haute énergie avec des neutrinos à faible énergie laissés par le Big Bang.
Les radiotélescopes ne peuvent pas détecter les neutrinos, mais les scientifiques ont pointé des ensembles d'antennes VLA autour du bord de la Lune dans l'espoir de voir de brèves rafales d'ondes radio émises lorsque les neutrinos qu'ils recherchaient ont traversé la Lune et interagi avec le matériel lunaire. De telles interactions, ont-ils calculé, devraient envoyer les rafales radio vers la Terre. Cette technique a été utilisée pour la première fois en 1995 et a été utilisée à plusieurs reprises depuis lors, sans qu'aucune détection n'ait été enregistrée. Les dernières observations VLA ont été les plus sensibles à ce jour.
"Nos observations ont fixé une nouvelle limite supérieure - la plus basse à ce jour - pour la quantité de neutrinos que nous recherchons", a déclaré Mutel. "Cette limite élimine certains modèles qui proposaient des salves de ces neutrinos provenant du halo de la galaxie de la voie lactée", a-t-il ajouté. Pour tester d'autres modèles, selon les scientifiques, il faudra des observations plus sensibles.
"Certaines des techniques que nous avons développées pour ces observations peuvent être adaptées à la prochaine génération de radiotélescopes et aider à des recherches plus sensibles plus tard", a déclaré Mutel. "Lorsque nous développerons la capacité de détecter ces particules, nous ouvrirons une nouvelle fenêtre pour observer l'Univers et faire progresser notre compréhension de l'astrophysique de base", a-t-il déclaré.
Les scientifiques ont rendu compte de leurs travaux dans l'édition de décembre de la revue Astroparticle Physics.
Source: NRAO
