- 1. « L'expédient » de Pauli et l’hypothèse du neutrino
- 2. La découverte des trois types de neutrinos
- 3. Les neutrinos et l'interaction électrofaible dans le modèle standard
- 4. Les oscillations de neutrinos
- 5. Que sont les neutrinos ?
- 6. Dirac ou Majorana ?
- 7. Des neutrinos stériles ?
- 8. Les neutrinos comme sonde de la matière
- 9. Les neutrinos, messagers de l'astronomie et de la cosmologie
- 10. Bibliographie
- 11. Sites internet
NEUTRINOS
La découverte des trois types de neutrinos
Vingt-cinq ans plus tard, les physiciens américains Frederick Reines (1918-1998, Prix Nobel en 1995) et Clyde L. Cowan (1919-1974) mettent en évidence l'existence des neutrinos (en fait des antineutrinos) en les détectant auprès du réacteur nucléaire de Savannah River (État de Géorgie, États-Unis) ; cette détection est indirecte et se fait par le biais de leur interaction avec des protons qui donne naissance à des positrons et des neutrons. Ils parviennent ainsi à signer le passage d'environ trois antineutrinos par heure, ce qui correspond à une fraction infime du nombre gigantesque de neutrinos produits par une centrale nucléaire. La découverte en 1947 des mésons π (particules instables de masse intermédiaire entre celle de l’électron et celle du proton) et de leur canal principal de désintégration en un muon – particule élémentaire, extrêmement petite et instable, qui elle aussi présente un spectre continu d'énergie – amène naturellement à suspecter la présence d'un neutrino parmi leurs produits de désintégration. Quinze ans plus tard, Leon Lederman (1922-2018), Melvin Schwartz (1932-2006) et Jack Steinberger (1921-2020) réussissent à détecter les interactions avec des protons de ces neutrinos issus des mésons π et montrent que ces chocs produisent toujours des muons et non pas des électrons (ni des positrons). Cette observation est comprise comme la preuve de l'existence d'un deuxième type de neutrino (νμ), qu'on appelle muonique pour le distinguer du neutrino électronique (νe) de la désintégration β. Le prix Nobel de physique 1988 couronnera cette découverte. Un troisième type de neutrino (ντ) associé au lepton lourd tau (un parent lourd du muon et de l’électron) sera découvert en 2000.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
Médias
Détection des types de neutrinos
Observatoire de Kamioka, ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), Université de Tokyo
Expérience de Tokai à Kamioka
SLAC
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