Un signal radio détecté par ANITA remet en question des lois bien établies de la physique des particules, ouvrant la voie à des interrogations sur des phénomènes encore mal compris.
En Antarctique, à bord d’un ballon-sonde, un groupe de scientifiques a détecté des ondes radio étranges provenant du sous-sol gelé. A intercepté ces signaux ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), un projet de la NASA qui étudie l’interaction des neutrinos avec la glace, placé à 40 kilomètres d’altitude.
Les ondes captées semblent contrarier le Modèle Standard, la théorie actuelle sur le comportement des particules subatomiques. Les données enregistrées montrent des ondes radio provenant d’un angle de 30 degrés sous la surface terrestre. Une direction qui, selon les modèles établis, impliquerait des conditions jugées impossibles pour le passage d’un neutrino à travers des milliers de kilomètres de roche solide. Selon les théories actuelles, ces signaux auraient dû être entièrement absorbés dans leur trajectoire.
« Nous allons approfondir, mais pour l’heure, c’est un de ces mystères qui pourrait challenger des idées établies. C’est précisément ce qui rend la science si passionnante », a expliqué Stephanie Wissel, professeure de physique et d’astronomie à Penn State et responsable de l’équipe ANITA.
Les signaux anormaux sous la glace antarctique
ANITA a été conçu pour détecter des neutrinos à haute énergie, ces particules insaisissables générées par des événements cosmiques extrêmes tels que les supernovae ou les collisions entre trous noirs. Lorsqu’elles frappent les atomes de la glace antarctique, elles produisent des ondes radio détectables par des instruments aériens.
Cependant, les signaux que les chercheurs ont enregistrés ne suivent pas cette logique. Au lieu de provenir de l’extérieur et de se réfléchir à la surface de la glace, ils semblent émaner du sous-sol, comme s’ils avaient traversé des milliers de kilomètres de roches.
« Selon les lois de la physique, les signaux radio qui traversent un tel sous-sol devraient être complètement absorbés », a précisé la physicienne Stephanie Wissel de Penn State. « Néanmoins, nous les avons détectés. » D’après les résultats publiés dans les Physical Test Letters, ces ondes radio mystérieuses ont été découvertes grâce à l’antenne transitoire impulsive antarctique (ANITA).
Une anomalie qui défie le Modèle Standard
Dans un premier temps, les scientifiques ont pensé que les signaux pouvaient être causés par un neutrino tauonique, une rare variante de neutrinos à haute énergie. Cependant, après des simulations approfondies, cette hypothèse a été écartée. Les signaux ne correspondent pas au comportement attendu de ces particules.
Les scientifiques envisagent maintenant des alternatives encore plus intrigantes : l’idée qu’il pourrait s’agir d’un nouveau type de particule ou d’une interaction inconnue, peut-être même reliée à la matière noire.
“Aucune explication cohérente avec le Modèle Standard n’a pu justifier ces signaux”, ont déclaré les chercheurs dans leur article publié dans les Physical Test Letters.
Le projet PUEO pour explorer l’origine des signaux
Pour étudier ce phénomène, le projet PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations) a été mis en place, une évolution d’ANITA. L’objectif est d’obtenir des données plus précises pour mieux comprendre la nature des signaux.
“Avec PUEO, nous pourrons détecter de nouvelles ondes et, espérons-le, enfin arriver à une explication”, a déclaré Wissel. “Nous pourrions même découvrir une nouvelle particule, ou même une nouvelle théorie physique.”