00:00Une immense étendue de neige immaculée, des vents mordants, des paysages sans vie et
00:06d'étranges signaux inquiétants semblant surgir des profondeurs de la Terre. Ces impulsions radio
00:12apparaissent en Antarctique et nul ne parvient à déterminer ce qu'elles sont ni d'où elles
00:16proviennent. En réalité, les scientifiques conduisent une expérience baptisée ANITA,
00:23acronyme de Antarctic Impulsive Transient Antenna. Il s'agit d'un ensemble de détecteurs
00:29solidement fixés à d'immenses ballons, lesquels dérivent à très haute altitude au-dessus du
00:35pôle sud. Leur mission consiste à repérer des neutrinos d'énergie extrêmement élevés,
00:40précisément lorsqu'ils heurtent la glace et génèrent une brève mais intense émission d'ondes radio.
00:46Les neutrinos sont de minuscules particules, presque dépourvues de masse et totalement privées de
00:52charges électriques. Ils sont omniprésents. Des milliards d'entre eux traversent votre corps
00:58chaque seconde, y compris pendant que vous regardez cette vidéo. Leur origine est variée.
01:03Ils proviennent du Soleil, d'étoiles en pleine explosion, des profondeurs de l'espace et même
01:09du sol sous vos pieds. Le Soleil en émet en continu lorsqu'il transforme l'hydrogène en hélium. Les
01:15étoiles mourantes libèrent, lors des supernovées, d'énormes bouffées de neutrinos. Lorsque des rayons
01:20cosmiques très énergétiques frappent l'atmosphère terrestre, ils produisent également de nouveaux
01:25neutrinos qui retombent ensuite vers la surface. Certains naissent même de la désintégration de
01:29matériaux radioactifs au cœur de la Terre. Les plus anciens d'entre eux parcourent l'univers depuis
01:34le Big Bang. Pourtant, ils restent presque indétectables, car ils interagissent très
01:39rarement avec la matière. C'est pour cette raison que les scientifiques ont recours à des
01:44dispositifs aussi spectaculaires qu'Anita, afin d'espérer en intercepter ne serait-ce que quelques-uns.
01:49Mais revenons à ce jour fatidique où tout a changé. Normalement, les signaux radio produits
01:55par les neutrinos rebondissent sur la glace et se propagent vers le haut, exactement là où
02:00Anita peut les détecter. C'est précisément l'objectif de l'expérience, étudier les neutrinos,
02:05afin d'en apprendre davantage sur des événements cosmiques lointains, comme les supernovées ou des
02:11phénomènes se produisant à des années-lumière. Pourtant, un événement profondément étrange s'est
02:16alors produit. Les détecteurs ont enregistré des ondes radio qui ne rebondissaient pas sur
02:21la glace. Elles semblaient provenir de sous l'horizon, comme si elles émergeaient des
02:24profondeurs. Or, cela ne devrait tout simplement pas être possible. Selon les lois connues de la
02:30physique, un signal ne peut pas remonter à travers de la roche et de la glace solide.
02:34L'une des chercheuses, Stephanie Wiesel de Penn State, a également indiqué que ces ondes radio
02:40arrivaient selon des angles extrêmement abrupts, proches de 30 degrés sous la surface. La seule
02:45manière d'expliquer cela serait que le signal ait traversé des milliers de kilomètres de roche
02:50solide avant d'atteindre le détecteur. Mais dans ce cas, la roche aurait dû l'absorber entièrement.
02:56Quelque chose ne concordait donc pas. L'équipe a effectué l'ensemble des calculs possibles sans
03:02obtenir de réponse claire. Pour les chercheurs, le problème restait néanmoins intéressant,
03:07puisqu'ils ignoraient toujours la nature exacte de ces anomalies. Ce qu'ils savaient en revanche,
03:12c'est qu'il ne s'agissait probablement pas de neutrinos. En effet, lorsqu'un neutrino est détecté,
03:18cela signifie qu'il a parcouru une distance prodigieuse sans interagir avec quoi que ce soit,
03:22peut-être depuis la limite de l'univers observable. Or, ce qu'Anita a détecté ne se comporte pas comme
03:29un phénomène déjà observé par les scientifiques. Cela pourrait indiquer l'existence d'un type de
03:34particules entièrement nouveau, ou bien révéler un processus encore incompris. Les résultats ont été
03:39publiés dans Physical Review Letters, mais le mystère demeure entier. Personne ne sait réellement
03:45ce qui se passe sous la glace antarctique, sinon qu'un phénomène semble s'y manifester en ne
03:50respectant pas les règles établies. Si les scientifiques parviennent effectivement à
03:54détecter et à localiser l'origine de ces particules ultra-rapides, ils pourront en apprendre
03:59énormément sur l'univers, bien plus que ce que même les plus grands et les plus coûteux télescopes
04:04permettent. Voyez-vous, les neutrinos traversent pratiquement l'espace à la vitesse de la lumière,
04:09effleurant à peine la matière. Ils peuvent ainsi transporter des informations intactes sur
04:15des événements survenus à des millions, voire des milliards d'années-lumière. C'est pourquoi Wiesel et
04:21de nombreux chercheurs à travers le monde construisent ces détecteurs d'une sensibilité exceptionnelle pour
04:26capter les signaux des neutrinos. Même les plus faibles sont essentiels, car un minuscule sursaut de
04:31données peut renfermer un véritable trésor d'informations. Les scientifiques conçoivent
04:36donc des installations, tant en Antarctique qu'en Amérique du Sud, pour détecter ces particules rares.
04:41Anita est l'un de ces détecteurs. Et l'Antarctique s'avère l'endroit idéal. Quasi aucun bruit radio,
04:48aucune ville, aucun trafic, ni interférences aléatoires. Le dispositif est en réalité fascinant.
04:54Il fixe un groupe d'antennes radio à un ballon géant, l'envoie à plusieurs dizaines de kilomètres
05:00d'altitude, et le laisse flotter au-dessus des étendues infinies de glaces éclatantes. De là-haut,
05:05il pointe vers le bas, à l'écoute des signaux faibles provenant des profondeurs de la glace.
05:10Lorsqu'un de ces neutrinos extrêmement rares, un neutrino Tawik, frappe la glace, il engendre
05:17une autre particule, le lepton Tho. Ce dernier s'échappe ensuite de la glace et commence à se
05:23désintégrer, perdant de l'énergie et se fragmentant. Cette désintégration produit ce que l'on appelle une
05:29« gerbe atmosphérique », comparable à une pluie d'étincelles invisibles dans l'air. Si nous
05:34pouvions voir ces cascades, elles ressembleraient à quelqu'un agitant un feu de bengale dans l'obscurité,
05:39laissant derrière lui des traînées lumineuses. En analysant la direction et la configuration de
05:44ces signaux, ceux émanant de la glace, gerbe de glace, et ceux se produisant dans l'air,
05:50gerbe atmosphérique, les chercheurs peuvent déterminer la provenance de la particule initiale. En général,
05:56c'est extrêmement précis, un peu comme faire rebondir une balle sur le sol. On peut anticiper
06:01sa trajectoire, mais ces nouveaux signaux étranges ne se comportent pas comme prévu. Les angles sont
06:06totalement incohérents, bien plus raides que tout ce que les modèles sont capables d'expliquer.
06:10L'équipe a donc approfondi son enquête. Tout d'abord, elle a étudié l'intégralité des données issues
06:17des multiples vols en ballon d'ANITA. Puis, elle les a confrontés à d'innombrables simulations
06:23informatiques de rayons cosmiques et de neutrinos, en filtrant tout le bruit de fond habituel. Les
06:28résultats ont même été recoupés avec d'autres expériences, comme le détecteur IceCube, également
06:34installé en Antarctique, et l'observatoire Pierre Auger, en Argentine. L'objectif était de vérifier si
06:40d'autres avaient détecté des gerbes atmosphériques ascendantes similaires. Et devinez quoi ? Les événements
06:47ont pris une tournure encore plus étrange. Les chercheurs n'ont rien trouvé. Aucun autre détecteur n'avait
06:52enregistré quoi que ce soit de susceptibles d'expliquer ce qu'ANITA avait observé. C'est
06:57pourquoi ils ont fini par qualifier l'ensemble de la situation d'anomalies. Cela signifie
07:03essentiellement, oui, nous ignorons ce que c'est. Mais cela ne se comporte assurément pas comme un
07:08neutrino. Wiesel a précisé que les signaux ne s'inséraient pas dans le schéma habituel du
07:13comportement attendu des particules. Certains ont avancé des hypothèses, peut-être une nouvelle
07:18forme de physique, ou un indice de la matière noire. La matière noire est essentiellement cette
07:24substance invisible qui empêche l'univers de s'effondrer. Elle est présente partout. Nous ne
07:29pouvons simplement pas la percevoir. Les savants tentent de percer son mystère depuis près d'un
07:33siècle. Et elle demeure l'une des plus grandes énigmes de la physique. Tout ce que nous observons,
07:38comme les étoiles, les planètes, les humains ou même les chiens, ne représente qu'environ 5% de
07:44l'univers. La matière noire constitue environ 27%. Le reste étant une entité encore plus
07:50énigmatique appelée énergie noire. Les chercheurs estiment que la matière noire confère aux galaxies
07:56leurs structures et maintient l'ensemble de l'univers comme une sorte de col cosmique. Sans elle,
08:01l'univers serait radicalement différent. Il serait absolument fascinant de confirmer la validité de
08:06cette théorie. Toutefois, puisque IceCube et OJ n'ont pas détecté les mêmes phénomènes, les
08:12hypothèses possibles restent fortement limitées. L'université de Penn State est active dans le
08:17domaine de la détection des neutrinos depuis près d'une décennie, construisant des détecteurs et
08:21analysant toutes sortes de signaux cosmiques. L'équipe travaille déjà sur leur prochain projet
08:26majeur. Un détecteur entièrement nouveau, nommé PU-UO. Il sera plus vaste, plus sensible,
08:33et nettement plus efficace pour repérer les signaux de ces neutrinos insaisissables. Pour l'heure,
08:39ce mystère cosmique persiste et maintient les scientifiques en haleine. Cependant,
08:43l'équipe reste optimiste. Une fois PU-UO et ses capteurs opérationnels,
08:48si d'autres anomalies existent, elles seront cette fois détectées. Peut-être
08:53découvrirons-nous alors enfin ce qui se cache derrière elles.
08:56Sous-titrage Société Radio-Canada
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