đŸ‘» Pourquoi le "laser Ă  neutrinos" ne peut pas fonctionner

Un faisceau de neutrinos concentrĂ© comme la lumiĂšre d’un laser paraissait possible sur le papier, mais deux obstacles physiques viennent de refermer cette piste.

Les neutrinos sont des particules extrĂȘmement lĂ©gĂšres qui interagissent trĂšs peu avec la matiĂšre, que l'on nomme parfois "particules fantĂŽmes". Ils traversent ainsi notre corps et mĂȘme la Terre presque sans laisser de trace. Cette discrĂ©tion rend leur dĂ©tection difficile, mais elle avait aussi donnĂ© naissance Ă  une idĂ©e Ă©tonnante : fabriquer une sorte de laser capable d’en Ă©mettre un faisceau concentrĂ©.

Faisceau laser classique

Faisceau laser classique
Image d'illustration Unsplash

La proposition, publiĂ©e en 2025, reposait sur des atomes radioactifs refroidis presque jusqu’au zĂ©ro absolu, soit environ -273,15 °C. À cette tempĂ©rature, les atomes peuvent adopter un comportement collectif. Dans cet Ă©tat appelĂ© condensat de Bose-Einstein, ils ne se comportent plus seulement comme une multitude d’atomes indĂ©pendants.

Avec la lumiĂšre, ce comportement collectif peut produire une Ă©mission renforcĂ©e dans une mĂȘme direction. Les chercheurs Ă  l’origine du projet pensaient qu’un mĂ©canisme comparable pourrait accĂ©lĂ©rer la dĂ©sintĂ©gration d’atomes radioactifs. Les neutrinos produits auraient alors Ă©tĂ© Ă©mis de maniĂšre collective, formant le faisceau recherchĂ©.

Une Ă©quipe du MIT a analysĂ© cette proposition en dĂ©tail. Premier obstacle : lorsqu’un atome Ă©met un neutrino, il subit un recul, comme un objet qui partirait dans la direction opposĂ©e aprĂšs une projection. Or un neutrino issu d’une dĂ©sintĂ©gration emporte beaucoup plus d’énergie qu’un photon de lumiĂšre visible. Le recul correspondant devient donc trĂšs important.

ConcrĂštement, l’atome Ă©metteur serait Ă©jectĂ© presque immĂ©diatement du groupe d’atomes ultrafroids. Les calculs de Hanzhen Lin, Yu-Kun Lu et Wolfgang Ketterle indiquent qu’il partirait trop rapidement pour conserver l’effet collectif nĂ©cessaire. Le groupe perdrait alors la « mĂ©moire » de la direction prise par le neutrino prĂ©cĂ©dent.

Mais mĂȘme en supposant que ce premier problĂšme disparaisse, un second mĂ©canisme bloque encore le laser. Les neutrinos appartiennent Ă  une famille de particules appelĂ©e fermions, qui comprend Ă©galement les Ă©lectrons. Ces particules obĂ©issent Ă  des rĂšgles quantiques diffĂ©rentes de celles des photons, les particules constituant la lumiĂšre.

Cette diffĂ©rence change prĂ©cisĂ©ment le comportement collectif recherchĂ©. Au lieu d'encourager l’émission suivante dans la mĂȘme direction, la prĂ©sence d’un neutrino dĂ©jĂ  Ă©mis rend cette rĂ©pĂ©tition plus alĂ©atoire. L’effet empĂȘche donc l’accumulation progressive d’émissions identiques nĂ©cessaire Ă  la formation d’un faisceau comparable Ă  celui d’un laser.

Les rĂ©sultats ont Ă©tĂ© publiĂ©s le 2 septembre 2026 dans deux articles complĂ©mentaires de Physical Review Letters. Les auteurs de la proposition initiale considĂšrent ces analyses comme une rĂ©futation convaincante, mĂȘme si une vĂ©rification expĂ©rimentale reste envisageable. Aucun condensat de Bose-Einstein composĂ© d’atomes radioactifs n’a encore Ă©tĂ© produit en laboratoire.