Une découverte possible des origines de l’univers se cache dans les profondeurs de la Terre, où la Chine achève un dispositif souterrain. Ce projet innovant vise à étudier des particules subatomiques, promettant de révéler des secrets fondamentaux et de positionner le pays à l’avant-garde de la recherche scientifique mondiale.
Le futur de la science pourrait se dissimuler dans les profondeurs de la Terre. La Chine peaufine la construction d’un dispositif souterrain (situé à plus de 700 mètres de profondeur) qui pourra apporter des explications définitives sur les origines de l’univers.
La Chine : le JUNO possède 45 000 tubes photo-multiplicateurs
Dans leur quête incessante de réponses aux mystères de la formation de l’univers, des scientifiques chinois développent un projet ambitieux : un dispositif souterrain visant à étudier des particules subatomiques susceptibles de révéler des secrets fondamentaux sur l’origine du cosmos. Situé à plus de 700 mètres sous la surface de la Terre, cet équipement innovant cherche à percer des interactions invisibles remontant aux premiers instants après le Big Bang.
Le Jiangmen Underground Neutrino Observatory, ou Observatoire Souterrain de Neutrinos (JUNO), est un dispositif en cours de construction dans un emplacement stratégique en Chine, à Kaiping, protégé par des centaines de mètres de roche qui agissent comme un bouclier naturel contre la radiation cosmique de surface. Cette profondeur est essentielle pour garantir des mesures précises et isolées, puisque des particules comme les neutrinos — au cœur de cette recherche — sont extrêmement difficiles à détecter.
Les neutrinos sont des particules subatomiques sans charge électrique et possédant une masse incroyablement infime, traversant la matière pratiquement sans interagir avec elle. Leur origine est liée à des événements cosmiques à haute énergie, tels que des explosions stellaires et des réactions nucléaires au coeur des étoiles. En raison de leur abondance et de leur rôle crucial dans l’univers primitif, comprendre le comportement des neutrinos pourrait être la clé pour déchiffrer comment l’univers s’est formé et évolué.
Pourquoi le « détecteur » souterrain
À la surface de la Terre, la radiation cosmique et d’autres particules perturbent la détection des neutrinos et des phénomènes subatomiques. Placer ce détecteur à de grandes profondeurs permet de filtrer la « pollution » de particules plus communes et de se concentrer uniquement sur les interactions extrêmement rares des neutrinos. Cette approche a déjà été utilisée dans des projets similaires, comme le Super-Kamiokande au Japon et le Sudbury Neutrino Observatory au Canada.
Dans le cas du détecteur chinois, les scientifiques espèrent non seulement enregistrer le passage des neutrinos, mais aussi comprendre leur oscillation — un phénomène décrivant comment les neutrinos changent entre différents « types » (électronique, muonique et tauique) durant leur voyage. Ces informations pourraient fournir des données précieuses sur les propriétés fondamentales de la matière et la structure de l’univers.
De l’eau ultrapure, dévoilée en plusieurs étapes d’un système spécialisé, sera pompée vers la piscine d’eau de 44 mètres de profondeur à un rythme de 100 tonnes par heure. Cette piscine, située à 700 mètres de profondeur à Jiangmen, province de Guangdong, entoure le composant central du JUNO : un détecteur d’une masse effective de 20 000 tonnes de scintillateur liquide.
Compétition scientifique
Ce projet place la Chine à l’avant-garde de la recherche en physique des particules, un domaine où des pays comme les États-Unis, le Japon et les membres de l’Union européenne dominent depuis des décennies. L’investissement chinois dans la construction de ce dispositif reflète l’engagement à positionner le pays comme un leader mondial dans la recherche scientifique de pointe.
En plus de contribuer à la compréhension des neutrinos, le détecteur pourrait explorer d’autres phénomènes, tels que la matière noire — l’une des substances les plus énigmatiques de l’univers, dont la présence est déduite par ses effets gravitationnels, mais qui n’a jamais été observée directement.