Depuis des décennies, les physiciens traquent les particules les plus insaisissables de l’univers : les neutrinos. Ces « particules fantômes » interagissent rarement avec la matière, ce qui les rend incroyablement difficiles à détecter, mais elles détiennent pourtant des indices sur les événements les plus violents du cosmos. Aujourd’hui, une équipe dirigée par Carlos Argüelles-Delgado part à la chasse dans un endroit sans précédent : les canyons escarpés et imposants des Andes péruviennes. Leur projet, le Tau Air-shower Mountain-Based Observatory (TAMBO), vise à capturer des neutrinos à ultra haute énergie parcourant les confins de la Terre, révélant potentiellement des secrets sur les trous noirs, l’univers primitif et même la gravité quantique.
Le défi de détecter l’invisible
Les neutrinos sont des particules fondamentales produites dans les réactions nucléaires, notamment celles à l’intérieur des étoiles et lors des explosions de supernova. Ils traversent tout – nos corps, la Terre, même les blindages en plomb – presque sans s’arrêter. Leur détection nécessite des détecteurs massifs, comme l’Observatoire de neutrinos IceCube au pôle Sud ou KM3NeT en Méditerranée, qui utilisent de vastes volumes de glace ou d’eau pour capter les rares interactions. Cependant, ces expériences ont des limites.
L’année dernière, KM3NeT a détecté un neutrino dont l’énergie était si élevée que cela semblait « impossible » compte tenu des théories existantes. Cette découverte a souligné la nécessité de nouvelles approches. Le défi ne consiste pas seulement à construire des détecteurs plus grands ; il s’agit de trouver le bon emplacement pour maximiser la probabilité de détection.
Pourquoi le Pérou ? Un canyon conçu par la nature
L’équipe d’Argüelles-Delgado a réalisé que certains canyons profonds et étroits des Andes pouvaient faire office de détecteurs naturels de neutrinos. Ces formations offrent deux avantages clés : une protection contre les bruits cosmiques indésirables (comme les particules chargées parasites) et un environnement qui améliore les interactions des neutrinos. L’idée est que les neutrinos de très haute énergie, contrairement à leurs homologues de plus faible énergie, ont une chance d’interagir au sein de la roche de la montagne, produisant des pluies détectables de particules secondaires.
Les recherches les ont conduits dans des vallées d’environ quatre kilomètres de profondeur et trois à cinq kilomètres de largeur. Google Maps n’a révélé qu’une poignée de lieux de ce type dans le monde, principalement dans l’Himalaya et les Andes. L’équipe explore actuellement des sites potentiels au Pérou, luttant contre des obstacles logistiques tels que des glissements de terrain, des conditions météorologiques extrêmes et même des condors construisant des nids dans l’équipement.
Comment fonctionnera TAMBO : une montagne comme objectif
TAMBO déploiera des milliers de détecteurs plats sur les parois du canyon. Lorsqu’un neutrino de très haute énergie frappe la montagne, il produit une cascade de particules qui sortent de la paroi rocheuse. Ces pluies se propageront dans la zone du détecteur, permettant aux scientifiques de déterminer la direction et l’énergie du neutrino. L’échelle est immense : 5 000 détecteurs, à commencer par un projet pilote de 100, prévu d’ici le début des années 2030.
L’objectif n’est pas seulement de détecter davantage de neutrinos, mais aussi de trouver des preuves de l’existence de neutrinos cosmogéniques, des particules hypothétiques créées lorsque des rayons cosmiques de très haute énergie entrent en collision avec le rayonnement résiduel du Big Bang. S’ils étaient détectés, ces neutrinos confirmeraient une théorie de longue date et ouvriraient une fenêtre sur les premiers instants de l’univers.
Au-delà de la physique : respecter les communautés locales
Le succès du projet ne dépend pas seulement de la rigueur scientifique. Argüelles-Delgado souligne l’importance d’un engagement éthique avec les communautés locales, tirant les leçons des projets de télescopes passés (comme le télescope de trente mètres à Hawaï) où les préoccupations des autochtones ont été ignorées. L’équipe travaille avec des anthropologues pour garantir que le projet profite aux agriculteurs locaux et aux travailleurs du tourisme, dans le respect de l’héritage inca de la région. Le nom « TAMBO », un mot quechua signifiant « auberge », est un clin d’œil délibéré à l’histoire de la terre en tant que lieu de repos des messagers.
“Parfois, les astronomes pensent qu’ils viennent dans un endroit et apportent leurs connaissances avec eux. Mais notre “science occidentale” n’est qu’une façon parmi d’autres de s’intéresser à l’univers. Il faut respecter les connaissances locales et les différentes façons de faire les choses.”
Le projet Andes ne consiste pas seulement à construire un télescope. Il s’agit de rapprocher les cultures, de respecter les terres anciennes et d’ouvrir une nouvelle frontière en physique. En cas de succès, TAMBO pourrait redéfinir notre compréhension des phénomènes les plus énergétiques de l’univers.
