Neutrinos

François Vannucci

Description

Mille milliards de neutrinos traversent chaque seconde ma main sans que je n’en ressente le moindre effet, et cela de jour comme de nuit. Ils proviennent du Soleil et l’épaisseur de la Terre ne peut pas les arrêter. Sans charge électrique et de masse quasi nulle, ils possèdent des propriétés très spéciales qui en font les plus fascinantes des particules élémentaires. Malgré leur comportement quasi fantomatique en raison de leurs très faibles interactions, les neutrinos jouent un rôle majeur en physique des particules, en astrophysique et en cosmologie.

Ce livre relate l’histoire des neutrinos, depuis leur prédiction théorique par W. Pauli en 1930 jusqu’aux expériences les plus récentes de physique des particules. Il décrit les diverses sources de neutrinos : Soleil, Terre, accélérateurs, réacteurs nucléaires, supernovae… Des études s’étendant sur des dizaines d’années ont accumulé un ensemble déjà considérable de connaissances, certaines encore déroutantes et mystérieuses.

Enfin, l’ouvrage met l’accent sur les nouvelles expériences en cours, encore plus précises, qui nous donneront peut-être une intuition sur les clés des grandes énigmes de la physique contemporaine : où est passée l’antimatière ? d’où provient l’énergie sombre ? ou encore, qu’est-ce que l’énergie noire qui cause l’accélération de l’Univers ?

Sujets

• Sciences expérimentales
• Physique
• Science
• Nuclear
• Physics
• Physical attractiveness
• Sciences et techniques

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 25 novembre 2021
• Nombre de lectures: 1
• EAN13: 9782759826193
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 12 Mo

Extrait

NEUTRINOS, LES MESSAGERS DE L’INVISIBLE François Vannucci
François Vannucci
NEUTRINOS,
LES MESSAGERS DE L’INVISIBLE
Mille milliards de neutrinos traversent chaque seconde ma main sans que je n’en ressente
le moindre effet, et cela de jour comme de nuit. Ils proviennent du Soleil et l’épaisseur
de la Terre ne peut pas les arrêter. Sans charge électrique et de masse quasi nulle, ils possèdent
des propriétés très spéciales qui en font les plus fascinantes des particules élémentaires. Malgré
leur comportement quasi fantomatique en raison de leurs très faibles interactions, les neutrinos
jouent un rôle majeur en physique des particules, en astrophysique et en cosmologie.
Ce livre relate l’histoire des neutrinos, depuis leur prédiction théorique par W. Pauli en 1930
jusqu’aux expériences les plus récentes de physique des particules. Il décrit les diverses sources
de neutrinos : Soleil, Terre, accélérateurs, réacteurs nucléaires, supernovae… Des études s’étendant
sur des dizaines d’années ont accumulé un ensemble déjà considérable de connaissances, certaines
encore déroutantes et mystérieuses.
Enfn, l’ouvrage met l’accent sur les nouvelles expériences en cours, encore plus précises, qui nous
donneront peut-être une intuition sur les clés des grandes énigmes de la physique contemporaine :
où est passée l’antimatière ? d’où provient l’énergie sombre ? ou encore, qu’est-ce que l’énergie
noire qui cause l’accélération de l’Univers ?
NEUTRINOS,
François Vannucci est professeur émérite au laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies
de l’université de Paris. Il a participé à des expériences sur les neutrinos au CERN et à Brookhaven.
Il a écrit plusieurs ouvrages de vulgarisation et une pièce de théâtre sur ces intrigantes particules. LES MESSAGERS
DE L’INVISIBLE
www.edpsciences.orgIsbn : 978-2-7598-2379-6
François Vannucci24 €
9 782759 823796
Création graphique : Béatrice Couëdel
La collection « UNE INTRODUCTION À... » se propose
de faire connaître à un large public les avancées les
plus récentes de la science. Les ouvrages sont rédigés
sous une forme simple et pédagogique par les meilleurs
experts français.
9782759823796-COUV_ Neutrinos.indd 1 01/10/2021 15:43NEUTRINOS, LES MESSAGERS DE L’INVISIBLE François Vannucci
François Vannucci
NEUTRINOS,
LES MESSAGERS DE L’INVISIBLE
Mille milliards de neutrinos traversent chaque seconde ma main sans que je n’en ressente
le moindre effet, et cela de jour comme de nuit. Ils proviennent du Soleil et l’épaisseur
de la Terre ne peut pas les arrêter. Sans charge électrique et de masse quasi nulle, ils possèdent
des propriétés très spéciales qui en font les plus fascinantes des particules élémentaires. Malgré
leur comportement quasi fantomatique en raison de leurs très faibles interactions, les neutrinos
jouent un rôle majeur en physique des particules, en astrophysique et en cosmologie.
Ce livre relate l’histoire des neutrinos, depuis leur prédiction théorique par W. Pauli en 1930
jusqu’aux expériences les plus récentes de physique des particules. Il décrit les diverses sources
de neutrinos : Soleil, Terre, accélérateurs, réacteurs nucléaires, supernovae… Des études s’étendant
sur des dizaines d’années ont accumulé un ensemble déjà considérable de connaissances, certaines
encore déroutantes et mystérieuses.
Enfn, l’ouvrage met l’accent sur les nouvelles expériences en cours, encore plus précises, qui nous
donneront peut-être une intuition sur les clés des grandes énigmes de la physique contemporaine :
où est passée l’antimatière ? d’où provient l’énergie sombre ? ou encore, qu’est-ce que l’énergie
noire qui cause l’accélération de l’Univers ?
NEUTRINOS,
François Vannucci est professeur émérite au laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies
de l’université de Paris. Il a participé à des expériences sur les neutrinos au CERN et à Brookhaven.
Il a écrit plusieurs ouvrages de vulgarisation et une pièce de théâtre sur ces intrigantes particules. LES MESSAGERS
DE L’INVISIBLE
www.edpsciences.orgIsbn : 978-2-7598-2379-6
François Vannucci
9 782759 823796
Création graphique : Béatrice Couëdel
La collection « UNE INTRODUCTION À... » se propose
de faire connaître à un large public les avancées les
plus récentes de la science. Les ouvrages sont rédigés
sous une forme simple et pédagogique par les meilleurs
experts français.
9782759823796-COUV_ Neutrinos.indd 1 01/10/2021 15:43“title” — 2021/8/28 — 19:00 — page 1 — #1
Collection«UneIntroductionà»
dirigéeparMichèleLeducetMichelLeBellac
Neutrinos
Lesmessagersdel’invisible
FrançoisVannucci
EDPSciences
17,avenueduHoggar
Parcd‘activitésdeCourtaboeuf,BP112
91944LesUlisCedexA,France“Copyright” — 2021/9/29 — 16:16 — page II — #1
Danslamêmecollection
Vertigineuses symétries
AnthonyZee,traduitparMichelLeBellac
Le temps des neurones – Les horloges du cerveau
DeanBuonomano,traduitparMichelLeBellac
Voyage dans les mathématiques de l’espace-temps
StéphaneCollion
Les planètes et la vie
ThérèseEncrenaz,JamesLequeuxetFabienneCasoli
Quantique : au-delà de l’étrange
PhilipBall,traduitparMichelLeBellac
Un siècle de gravitation
RonCowen,traduitparMichelLeBellac
Atomes, ions, molécules ultrafroids et technologies quantiques
RobinKaiser,MichèleLeducetHélènePerrin
Retrouvez tous nos ouvrages et nos collections sur http://laboutique.edpsciences.fr
Illustrationdecouverture:Gargamelle:firstneutralcurrent,©1973-2021 CERN
(License:CC-BY-4.0)
Imprimé en France
ISBN(papier):978-2-7598-2379-6 –ISBN(ebook):978-2-7598-2619-3
© 2021, EDP Sciences, 17, avenue du Hoggar, BP 112, Parc d’activités de
Courtabœuf,91944LesUlisCedexA
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réaliséesavecl’accorddel’éditeur.S’adresserau:Centrefrançaisd’exploitation
dudroitdecopie,3,rueHautefeuille,75006Paris.Tél.:[phone].Avant-propos
Unnouveaulivresurlesneutrinos,pourquoifaire?
Grâceàleurspropriétéstrèsspéciales,lesneutrinossontlesplusfascinantes
desparticulesélémentaires.Donnonsquelquesjustificationsàcetteaffirmation.
- Mille milliards de neutrinos venant du Soleil arrosent ma main chaque
seconde sans le moindre effet, et ceci aussi bien de jour que de nuit. En effet,
durantlanuit,presquetouslesneutrinostraversenttoutel’épaisseurdelaTerre
sans être arrêtés : pour eux, notre planète est transparente. Ceci vient de leur
très faible probabilité d’interaction avec la matière, les neutrinos sont des
particules fantômes. Cette propriété permet de comprendre pourquoi ils révèlent
lesdétailsdephénomènestrèsdissimulés:ilsparticipentaufonctionnementdu
Soleil, ils espionnent l’intérieur des réacteurs nucléaires, ils vérifient les
prédictions concernant les implosions de supernovae,ils offrent la possibilité, pourle
momenthorsdeportée,derévéleruneimagedel’Universunesecondeaprèssa
naissance.
- Par ailleurs les neutrinos ne sont pas éternels. Non qu’ils se désintègrent,
quoiqu’on ne sache pas exactement ce qu’il en est, mais ils donnent lieu à un
phénomèneencoreplustroublant:l’oscillation.Ilexistetroistypesdeneutrinos
bien distincts, souvent appelés saveurs, et ces types présentent une probabilité
de se mélanger de telle sorte que leur évolution dans le temps amène à une
conversionspontanéed’unpremier typeenundifférent.Cela
conduitàunproblème existentiel sur leur nature; le neutrino est tantôt d’un type, tantôt d’un
autre, ce qui n’est connu qu’au moment de la détection, et ce phénomène
d’oscillations metenscènelesaspectslesplussubtilsdelamécaniquequantique.
- Reliques du Big Bang, ils sont infiniment plus nombreux que les autres
particules de matière. Dans l’Univers, il existe plusieurs milliards de fois plusde neutrinos que de protons. Leurs masses individuelles sont infinitésimales
maisleurnombretellementsurabondantfaitquelasommedetouteslesmasses
desneutrinosexistantdansl’espaceavoisine celledetouteslesétoilespeuplant
l’ensembledesgalaxies.
Toutes ces connaissances déroutantes sont l’aboutissement de longues
annéesd’étudesquisesontpoursuiviessurquelquesdécenniesdemanièretrès
active. Cet ouvrage raconteracomment les grandesétapesdecetterecherche se
sontdéroulées.Maisilmettraaussil’accent surlesquestionsencoreensuspens
car, malgré les progrès remarquables déjà accomplis, des problèmes
subsistent
quedenouvellesexpériencesenpréparationtenterontderésoudre.
Lalistedesgrandesquestionstoujoursouvertesseraexaminée,etnouscomprendrons que les neutrinos détiennent peut-être les clés de grandes énigmes
quiagitentlaphysiquecontemporaine.
- Où est passée l’antimatière? Les neutrinos peuvent donner la réponse en
mettant en évidence une différence de comportement entre neutrinos et
antineutrinos. Dans quelques années, le problème devrait être clarifié, grâce à de
gigantesquesexpériencesquisontenchantier.
- De quoi est formée la matière sombre de l’Univers qui ne transparaît
que
pareffetgravitationnel?Denouveauxtypesdeneutrinosdemasserelativement
élevéeapporteraientuneexplicationnaturelleconvaincante.
-Qu’est-cequel’énergienoire,causedel’accélérationobservéedansl’expansion universelle? Des neutrinos dotés d’une masse dépendant de leur densité
deprésenceontétéproposés.Celaresteunespéculationtrèshardie.
On discutera donc l’apport des neutrinos dans ces énigmes majeures que
pose la physique d’aujourd’hui et on décrira les besoins expérimentaux
nécessaires à mettre en œuvre pour aller de l’avant. On insistera en particulier sur
l