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Il y a quelques jours, des scientifiques russes ont déployé un dispositif géant dans les profondeurs glaciales du lac Baïkal, dans le sud de la Sibérie, afin de rechercher les plus petites particules connues de l’Univers.

« L’eau douce claire et l’épaisse couche de glace protectrice font du lac Baïkal un endroit idéal pour la recherche de neutrinos »

Les neutrinos sont des particules subatomiques sans charge électrique et quasiment dépourvues de masse. Bien qu’ils soient présents partout, ceux-ci interagissent si faiblement avec les forces qui les entourent qu’il est extrêmement difficile de les détecter. C’est précisément pour cette raison que les chercheurs ont déployé le télescope Baikal-GVD sous le lac du même nom, se trouvant être le plus profond de la planète (1 700 mètres).

« Les détecteurs de neutrinos sont généralement construits sous terre pour les protéger des rayons cosmiques et d’autres sources d’interférence. L’eau douce claire et l’épaisse couche de glace protectrice font du lac Baïkal un endroit idéal pour la recherche de neutrinos », ont souligné les scientifiques russes.

Le télescope a été déployé à environ 4 kilomètres de la rive sud du lac. Une fois la glace le recouvrant traversée, des modules composés de cordes, de sphères en verre et d’acier inoxydable ont été immergés jusqu’à une profondeur de 1 310 mètres. Les sphères de verre renferment des tubes photomultiplicateurs, détectant un type particulier de lumière (appelée lumière Cherenkov en l’honneur du physicien soviétique ayant contribué à sa découverte) émise lorsqu’un neutrino traverse un milieu transparent (dans ce cas, l’eau du lac Baïkal) à une vitesse supérieure à celle de la lumière dans ce même environnement.

Un dispositif amené à être étendu

Bien que les scientifiques recherchent des neutrinos sous le lac Baïkal depuis 2003, le téléscope Baikal-GVD s’avère être le plus grand instrument déployé à ce jour, avec des cordes et des modules représentant un demi kilomètre-cube. Selon Dmitry Naumov, du Joint Institute for Nuclear Research, celui-ci sera également utilisé pour rechercher la matière noire et d’autres particules exotiques.

Si ces dimensions peuvent sembler impressionnantes, elles se révèlent 50 % inférieures à celles de l’observatoire de neutrinos du pôle Sud IceCube, plus grand détecteur de neutrinos terrestre se composant du même type de modules de détection de la lumière. Fichés dans environ un kilomètre cube de glace antarctique, ces derniers assurent chaque jour la détection d’environ 275 neutrinos provenant de l’atmosphère terrestre, et ont récemment permis l’observation inédite d’une « particule fantôme » provenant d’une étoile déchiquetée par un trou noir.

Dans les années à venir, les scientifiques russes et leurs collaborateurs en République tchèque, en Allemagne, en Pologne et en Slovaquie prévoient d’étendre le dispositif Baikal-GVD à la taille d’IceCube, voire de la dépasser.

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