Observatoire de neutrinosthumb|Intérieur de , un détecteur de neutrinos lancé en 2002. Un observatoire de neutrinos est un dispositif permettant de détecter les neutrinos. En raison de la très faible interaction des neutrinos avec la matière, ces dispositifs doivent être très étendus pour en détecter un nombre significatif. De tels observatoires sont souvent construits sous terre, pour isoler le détecteur des rayons cosmiques et autres rayonnements d'arrière-plan. De nombreuses méthodes de détection ont été inventées.
NeutrinoLe neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. Les neutrinos sont des fermions de , plus précisément des leptons. Ils sont électriquement neutres. Il en existe trois « saveurs » : électronique, muonique et tauique. L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois en 1930 par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique, et sa première confirmation expérimentale remonte à 1956.
Astronomie neutrinoL’astronomie neutrino (parfois astronomique neutrinique) est la branche de l'astronomie qui observe les objets célestes à l'aide de détecteurs de neutrinos, des leptons neutres de faible masse décrits par la théorie électrofaible. Étant donné leur très faible interaction avec la matière, les neutrinos ont la capacité de traverser des distances cosmologiques sans dévier de leur trajectoire initiale, faisant d'eux d'excellents messagers astronomiques permettant de retracer directement l'origine de leur lieu de production.
Zetta-particuleLes zetta-particules (ou rayons cosmiques d'ultra haute énergie) sont des particules dont l'énergie estimée est de l'ordre du (, soit environ ). Les records actuels d'énergie pour une particule observée sont : par le Fly's Eye à l'Université de l'Utah, une zetta-particule de en octobre 1991. Probablement un proton ou un noyau atomique léger qui possédait une énergie équivalente à celle d'une balle de tennis frappée par un bon joueur. par l'Akeno Giant Air Shower Array (AGASA), une douche de particules résultant d'une zetta-particule de le .
Supernova neutrinosSupernova neutrinos are weakly interactive elementary particles produced during a core-collapse supernova explosion. A massive star collapses at the end of its life, emitting on the order of 1058 neutrinos and antineutrinos in all lepton flavors. The luminosity of different neutrino and antineutrino species are roughly the same. They carry away about 99% of the gravitational energy of the dying star as a burst lasting tens of seconds. The typical supernova neutrino energies are 10MeV.
Mesure de la vitesse des neutrinosDes expériences de mesure de la vitesse des neutrinos ont été réalisées afin de tester la relativité restreinte et de déterminer la masse des neutrinos. Des recherches astronomiques cherchent à savoir si la lumière (photons) et les neutrinos émis simultanément par une source distante parviennent en même temps sur Terre ou non. Les recherches au sol comprennent des mesures de utilisant des horloges synchronisées et la comparaison directe de la vitesse des neutrinos à celle d'autres particules.
Oscillation des neutrinosvignette|Phénomène périodique L'oscillation du neutrino est un phénomène de la mécanique quantique dans lequel un neutrino créé avec une certaine saveur leptonique (neutrino électronique, muonique ou tauique) peut être mesuré plus tard ayant une saveur différente. La probabilité d'avoir une valeur donnée de cette propriété varie de façon périodique alors que la particule se propage. L'oscillation du neutrino est d'intérêt tant théorique qu'expérimental, puisque l'observation de ce phénomène implique la non-nullité de la masse de la particule, .
Problème des neutrinos solairesLe problème des neutrinos solaires est apparu récemment avec la création de structures permettant la détection des neutrinos, et en particulier Super-Kamiokande dans les années 1990 au Japon. Il provient d'une quantité trop faible de neutrinos détectés par rapport à la valeur théorique. Des notions de physique quantique sont nécessaires pour comprendre ce problème. Les neutrinos et antineutrinos sont des particules élémentaires de masse très faible (elle était souvent supposée nulle au début des recherches), introduits dans la théorie de la physique quantique pour assurer la conservation de l'énergie dans les processus de réaction nucléaire.
Tau neutrinoThe tau neutrino or tauon neutrino is an elementary particle which has the symbol _Tauon neutrino and zero electric charge. Together with the tau (τ), it forms the third generation of leptons, hence the name tau neutrino. Its existence was immediately implied after the tau particle was detected in a series of experiments between 1974 and 1977 by Martin Lewis Perl with his colleagues at the SLAC–LBL group. The discovery of the tau neutrino was announced in July 2000 by the DONUT collaboration (Direct Observation of the Nu Tau).
Rayonnement de fondLe rayonnement ambiant () est le rayonnement ionisant omniprésent auquel les gens sur la planète Terre sont exposés. Ce rayonnement provient de sources naturelles et artificielles. La composition et l'intensité des deux rayonnements ambiants (naturel et artificiel) varient selon l'emplacement et l'altitude. Les matières radioactives sont présentes dans la nature. Des quantités détectables de ces matières se trouvent naturellement dans le sol, les roches, l'eau, l'air et la végétation, à partir desquels elles sont inhalées et ingérées dans le corps.
Extinction massiveUne extinction massive ou grande extinction, appelée aussi crise biologique ou crise écologique, est un événement relativement bref à l’échelle des temps géologiques (quelques millions d’années au maximum) au cours duquel au moins 50 % des genres et 10 % des familles d'espèces animales et végétales présentes sur la Terre et dans les océans disparaissent, de manière non sélective.
Neutrino stérileLe neutrino stérile est un type hypothétique de neutrino qui n'interagit via aucune des interactions fondamentales du modèle standard de la physique des particules, hormis la gravité. C'est un neutrino dextrogyre (autrement dit à chiralité droite) léger ou bien un antineutrino lévogyre qui pourrait s'ajouter au modèle standard, et prendre part aux phénomènes tels que le mélange des neutrinos. Le terme neutrino stérile est utilisé pour le distinguer du neutrino actif du modèle standard, qui dispose d'une charge pour l'interaction faible.
Astronomie gammavignette|redresse|Aperçu de l'astronomie des rayons gamma.De haut en bas, de gauche à droite : l'observatoire terrestre de rayons gamma MAGIC et le télescope spatial CGRO ; carte du ciel à des énergies supérieures à ; l'observatoire de rayons gamma HAWC.|454x454px L'astronomie gamma est le domaine de l'observation astronomique centrée sur le spectre électromagnétique des rayons gamma. Ces derniers englobent les photons émis à des énergies supérieures à , et constituent la plus grande forme d'énergie lumineuse dont l'observation soit dans notre univers.
Force nucléaireLa force nucléaire, qui s'exerce entre nucléons, est responsable de la liaison des protons et des neutrons dans les noyaux atomiques. Elle peut être interprétée en termes d'échanges de mésons légers, comme les pions. Même si son existence est démontrée depuis les années 1930, les scientifiques n'ont pas réussi à établir une loi permettant de calculer sa valeur à partir de paramètres connus, contrairement aux lois de Coulomb et de Newton.
Particule élémentaireEn physique des particules, une particule élémentaire, ou particule fondamentale, est une particule dont on ne connaît pas la composition : on ne sait pas si elle est constituée d'autres particules plus petites. Les particules élémentaires incluent les fermions fondamentaux (quarks, leptons, et leurs antiparticules, les antiquarks et les antileptons) qui composent la matière et l'antimatière, ainsi que des bosons (bosons de jauge et boson de Higgs) qui sont des vecteurs de forces et jouent un rôle de médiateur dans les interactions élémentaires entre les fermions.
Charged particleIn physics, a charged particle is a particle with an electric charge. It may be an ion, such as a molecule or atom with a surplus or deficit of electrons relative to protons. It can also be an electron or a proton, or another elementary particle, which are all believed to have the same charge (except antimatter). Another charged particle may be an atomic nucleus devoid of electrons, such as an alpha particle. A plasma is a collection of charged particles, atomic nuclei and separated electrons, but can also be a gas containing a significant proportion of charged particles.
Particule subatomiqueUne particule subatomique est un composant de la matière. Elle a une taille inférieure à celle d'un atome. On distingue les particules élémentaires des particules composites. La branche de la physique qui les étudie est appelée la physique des particules. Modèle standard (physique des particules) La recherche sur les particules subatomiques a permis de mettre en évidence : d'une part, les constituants atomiques tels que les protons, les neutrons et les électrons, ainsi que leurs constituants (notamment les quarks) ; d'autre part, les particules produites par les phénomènes de rayonnement et de dispersion, tels que les photons, les neutrinos, et les muons.
Tube photomultiplicateurUn tube photomultiplicateur (en anglais, photomultiplier tube) est un dispositif permettant la détection de photons qui se présente sous la forme d'un tube électronique. Sous l'action de la lumière, des électrons sont arrachés d'un métal par effet photoélectrique à une photocathode, le faible courant électrique ainsi généré est amplifié par une série de dynodes utilisant le phénomène d'émission secondaire pour obtenir un gain important. Ce détecteur permet de compter les photons individuellement.
BorexinoBorexino is a deep underground particle physics experiment to study low energy (sub-MeV) solar neutrinos. The detector is the world's most radio-pure liquid scintillator calorimeter and is protected by 3,800 meters of water-equivalent depth (a volume of overhead rock equivalent in shielding power to that depth of water). The scintillator is pseudocumene and PPO which is held in place by a thin nylon sphere. It is placed within a stainless steel sphere which holds the photomultiplier tubes (PMTs) used as signal detectors and is shielded by a water tank to protect it against external radiation.
Cosmic background radiationCosmic background radiation is electromagnetic radiation that fills all space. The origin of this radiation depends on the region of the spectrum that is observed. One component is the cosmic microwave background. This component is redshifted photons that have freely streamed from an epoch when the Universe became transparent for the first time to radiation. Its discovery and detailed observations of its properties are considered one of the major confirmations of the Big Bang.
