Takaaki Kajita et Arthur B McDonald. JONATHAN NACKSTRAND / AFP

Le Japonais Takaaki Kajita et le Canadien Arthur B. McDonald ont été récompensés du prix Nobel de physique, mardi 6 octobre, pour leur contribution aux expériences qui démontrent la capacité des neutrinos à changer d’identité. Selon le jury suédois, cette découverte « a changé notre compréhension des rouages les plus intimes de la matière et peut se révéler cruciale pour notre vision de l’univers. »

« La découverte a mené à la conclusion, d’une portée considérable, que les neutrinos, longtemps considérés comme n’ayant pas de masse, devaient en avoir une, quoique faible », écrit le jury en saluant une « découverte historique ».

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Les neutrinos peuvent « changer d’identité »

Les neutrinos sont ces particules, quasiment sans masse, qui nous tombent par milliards sur la tête (et nous traversent sans dégâts) en provenance du Soleil, ou issus des chocs de particules plus lourdes sur les atomes de notre atmosphère. Il n’existerait que trois familles de neutrinos, mais ces particules étranges ont la capacité de se transformer en un autre type de neutrinos.

C’est en 1998 que cette propriété étrange, aussi appelée oscillation, a été confirmée, quand Takaaki Kajita, directeur de l’Institut pour la recherche sur les rayons cosmiques, a découvert que les neutrinos de l’atmosphère « changeaient d’identités » sur leur chemin vers le détecteur Super-Kamiokande au Japon.

Au même moment, le groupe de recherche mené par Arthur B. McDonald, professeur émérite à la Queen’s University au Canada, démontrait que les neutrinos en provenance du Soleil ne disparaissaient pas sur leur chemin vers la Terre ; ils avaient été capturés avec une identité différente en arrivant à l’Observatoire de neutrinos de Sudbury.

La découverte de cette singularité a permis de résoudre en partie le puzzle avec lequel les physiciens ont lutté pendant des années : près de deux tiers des neutrinos manquaient dans les mesures effectuées sur Terre par rapport aux calculs théoriques faits sur leur nombre.

Remise du prix de chimie mercredi

C’est déjà la quatrième fois que des recherches sur les neutrinos sont distinguées par le comité Nobel.

L’année dernière, le prix avait été décerné à deux Japonais – Isamu Akasaki et Hiroshi Amano – et à l’Américain Shuji Nakamura. Ces trois chercheurs avaient été récompensés pour leurs travaux ayant permis la réalisation de LED colorées (commercialisées en 1996).

La saison Nobel 2015 s’est ouverte lundi avec l’attribution du prix de médecine à trois chercheurs, l’Américain William Campbell, le Japonais Satoshi Omura et la Chinoise Tu Youyou, découvreurs de traitements contre les infections parasitaires et le paludisme. Le prix de chimie devrait être annoncé mercredi, suivi de la littérature, jeudi, avec le nom du successeur de Patrick Modiano ; de la paix, vendredi ; et de l’économie, lundi.

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Le Monde