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Depuis l’Antarctique, une antenne stratosphérique a capté des signaux radio qui ne devraient pas exister. Le projet ANITA, conçu pour repérer les traces des neutrinos les plus énergétiques de l’Univers, a détecté des impulsions radio ascendantes, en provenance du sol, qui défient les lois établies de la physique des particules. Une découverte qui intrigue les chercheurs et met à l’épreuve notre compréhension du modèle standard.
Des signaux qui remontent du sol, une anomalie radio qui défie le modèle standard
ANITA flotte à haute altitude, accrochée à des ballons qui survolent l’Antarctique. Son rôle ? Identifier les traces de particules cosmiques via les impulsions radio qu’elles laissent dans la glace.
Mais certaines impulsions enregistrées ne proviennent pas du ciel, comme attendu… Elles semblent remonter de la Terre elle-même.
Or, à ces niveaux d’énergie, un neutrino devrait traverser des milliers de kilomètres de roche pour ressortir de l’autre côté. Statistiquement, c’est quasi impossible. Pourtant, les pulses captés par ANITA affichent une polarisation horizontale nette, sans l’inversion attendue en cas de réflexion. Cela soulève de nombreuses interrogations.
Pour tenter d’expliquer ce mystère, certains chercheurs évoquent de minuscules particules venues de l’espace, appelées neutrinos tau, qui transporteraient une énergie colossale. Ces neutrinos interagiraient dans la croûte terrestre, produisant des leptons tau qui émergeraient à la surface pour se désintégrer en gerbes détectables.
Un scénario séduisant, mais mis à mal par les chiffres : un tel flux aurait déjà été capté par d’autres détecteurs comme IceCube ou Pierre-Auger.
Vérification par Pierre-Auger, comment 7,6 millions d’événements ont infirmé l’origine ascendante
Face à ce mystère, des chercheurs ont donc utilisé le détecteur de fluorescence Pierre-Auger pour analyser 7,6 millions d’événements enregistrés entre 2004 et 2018. Leur objectif : identifier d’éventuelles gerbes cosmiques ascendantes, émergeant du sol sous des angles très inclinés.
Résultat ? Un seul événement valide, là où la simulation statistique en attendait 0,27. Pas de quoi confirmer l’existence d’un flux invisible.
Pour aller plus loin, des millions de simulations ont ensuite permis de comparer le comportement d’une gerbe classique et celui d’un signal ascendant. Verdict : si les événements d’ANITA venaient vraiment de neutrinos tau, Auger aurait dû en voir des dizaines.
La différence d’altitude de sensibilité entre ANITA et Auger ne suffit pas à expliquer cet écart. En d’autres termes, pour que cette piste reste viable, il faudrait imaginer un mécanisme inconnu qui concentre les gerbes à haute altitude, dans une tranche très précise de l’atmosphère. Cela semble peu probable, en l’état actuel des connaissances.
L’origine des signaux reste floue, mais les pistes les plus plausibles se précisent
Alors, d’où viennent ces signaux ? Plusieurs pistes sont sur la table. Des scénarios plus conservateurs évoquent des artefacts radio, des réflexions multiples ou encore des bruits de fond mal modélisés. D’autres, plus audacieux, cherchent une nouvelle physique : particules exotiques, interactions inconnues… Pour l’instant, rien ne permet de trancher.
Quoi qu’il en soit, une chose est sûre : ANITA a levé un lièvre. Même un signal rare, s’il ne cadre avec aucun modèle, peut faire vaciller des certitudes scientifiques. Et rappeler que, même en Antarctique, l’Univers continue de nous défier.
Par Eric Rafidiarimanana, le
Catégories: Sciences, Sciences physiques