Les neutrinos ont une masse... maximale

Un groupe de chercheurs espagnols de l'Universitat de Barcelona et de l'Instituto de Fisica Corpuscular de l'Universidad de Valencia-CSIC a obtenu une estimation de la masse des neutrinos. Selon leurs calculs, basés sur des observations astronomiques, les neutrinos seraient deux millions de fois plus légers que les électrons.

Les neutrinos comme solution au problème de la matière noire

Le compte n'y est pas. Si les galaxies ne contiennent que la matière visible, celle des étoiles principalement, elles ne peuvent pas tenir debout. Ou plutôt, leur belle forme spirale ne tient pas la route. Elles devraient se désagréger ou du moins avoir une apparence différente. Elles contiennent donc plus de matière que celle que l'on peut voir. Cette matière invisible, différente de celle que l'on connaît et qui constitue notre monde physique sensible, est aujourd'hui appelée la matière noire.


C'est alors que les neutrinos entrent en scène. Ce sont des particules élémentaires qui interagissent extrêmement peu avec la matière. Postulés en 1930, ils ne furent détectés pour la première fois qu'en 1956. Comme ils sont considérés comme très abondants dans l'univers, la question fut posée de savoir si leur masse, que l'on considérait très faible voire nulle, pouvait en faire des candidats sérieux pour résoudre le mystère de la matière noire.

Les conséquences de cette découverte

Pour leurs travaux, les chercheurs ont analysé les données recueillies par le Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) qui étudie le mouvement des galaxies afin d'obtenir des données sur l'état de l'univers primitif. En extrayant les données et en les traitant à l'aide de modèles numériques, ils sont arrivés à la conclusion que la masse des neutrinos est au maximum de quelques millions de fois inférieure à celle de l'électron.

Même s'ils sont très nombreux, cela ne suffit pas à résoudre le mystère de la matière noire. La masse totale des neutrinos représenterait au maximum 0,6% de la masse totale de l'univers, la matière noire étant elle évaluée à environ 85% de la matière totale de l'univers. Par contre, cette découverte peut remettre en cause les modèles cosmologiques actuels. Etant donné leur nombre, les neutrinos ont dû jouer un rôle important dans l'univers primitif. S'ils ont une masse, infime soit elle, il est important de l'incorporer dans les modèles actuels afin de comprendre plus en détail l'évolution de l'univers.

La physique des particules semble aujourd'hui démontrer que les neutrinos ont une masse minimum seulement cinq fois inférieure à la limite maximum qui vient d'être établie, permettant d'encadrer de manière assez serrée la masse de ces particules fantômes. Ainsi, la quête de la masse du neutrino se poursuit, entre les chercheurs de l'infiniment grand et ceux de l'infiniment petit.