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neutrino

(de neutron)

Particule fondamentale leptonique de charge nulle et de masse nulle ou très faible, dont il existe plusieurs espèces, associées aux différents leptons chargés (électron, muon, tau).

PHYSIQUE

La désintégration β (→ radioactivité) d'un proton en neutron et électron satisfait à la loi de conservation de la charge, mais pas à celle de conservation de l'énergie. Au lieu d'avoir une énergie de 0,8 MeV, l'électron émis a une énergie variant entre 0 et 0,8 MeV. Pour expliquer cette anomalie, Pauli suggéra, en 1930, qu'une autre particule, nommée « neutrino » par Fermi, était émise en même temps que l'électron. L'existence du neutrino fut prouvée en 1956, malgré la très faible probabilité d'interaction des neutrinos avec la matière. Le premier détecteur, en 1968, était une cuve remplie de 600 t de tétrachloréthylène. À la fin des années 1980 a notamment commencé le projet Gallex, expérience de mesure du flux de neutrinos solaires avec un détecteur au gallium (effectuée en collaboration par l'Allemagne, la France et l'Italie dans un laboratoire souterrain, sous le Gran Sasso, près de L'Aquila, en Italie). Le principe de l'expérience repose sur la transformation du gallium 71 en germanium 71 (avec dégagement d'électrons) sous l'action des neutrinos. L'expérience met en œuvre un réservoir contenant 30 t de gallium.

Les neutrinos sont apparus comme des objets d'importance considérable en astronomie et en astrophysique. Émis par les réactions nucléaires qui ont lieu au cœur du Soleil, ils sont des témoins directs de l'évolution de notre étoile. La densité d'énergie sous forme de neutrinos dans le rayonnement cosmique, d'autre part, pourrait permettre de choisir entre les modèles d'Univers ouverts ou fermés.

Il existe trois types de neutrinos : les neutrinos électroniques, les neutrinos muoniques et les neutrinos tauiques. En 1998, des physiciens travaillant avec le détecteur japonais Super Kamiokande ont montré que les neutrinos d'un certain type se transforment dans certaines conditions en neutrinos d'un autre type (phénomène appelé « oscillation »), ce qui tend à prouver que ces particules ont une masse non nulle, quoique très faible. Ce phénomène d'oscillation des neutrinos pourrait expliquer pourquoi on observe sensiblement moins de neutrinos solaires que ne le prévoit la théorie.