Chasseuses de neutrinos

Karlijn Kruiswijk et Gwenhaël de Wasseige, chercheuses à l’Institut de recherche en mathématique et physique (IRMP) ont investigué GRB221009A, l’explosion de rayons gamma la plus importante jamais observée. Leur mission : trouver des neutrinos.

Le 9 octobre 2022, un faisceau de lumière à l’intensité inédite a traversé notre planète, aveuglant temporairement les détecteurs de plusieurs satellites. Le faisceau provenait d’un sursaut de rayons gamma, le type d’explosion le plus puissant connu dans l’univers (après le Big Bang) et qui accompagnerait la formation de certains trous noirs.

Ce sursaut gamma, le plus intense jamais observé, a été scruté par de nombreux scientifiques, dont deux chercheuses de l’UCLouvain : Karlijn Kruiswijk, aspirante FNRS, et Gwenhaël de Wasseige, sa superviseuse et professeure Francqui à la Faculté des Sciences. Mais là où la plupart des observateur·trices regardaient la lumière, nos deux chercheuses se sont intéressées à quelque chose de moins visible : les neutrinos.

Particules élémentaires

Les neutrinos sont des particules élémentaires de masse quasi nulle, qui sont notamment produites par des réactions nucléaires. Ils sont essentiels dans l’évolution de l’univers depuis le Big Bang et les scientifiques tentent de mieux comprendre leur rôle. Mais ils sont difficilement détectables. C’est pourquoi d’imposants détecteurs à neutrinos ont été spécialement conçus. Le plus gros est le télescope IceCube, un volume d’un km³ qui comprend des milliers de capteurs enfouis sous la glace du Pôle Sud.

Les modèles scientifiques prédisent la présence de nombreux neutrinos dans les sursauts de rayons gamma. Celui du 9 octobre dernier, dénommé GRB221009A, intéressait donc tout particulièrement Karlijn Kruiswijk afin de mieux comprendre les mécanismes qui provoquent une telle explosion. La doctorante de l’UCLouvain s’est plus particulièrement intéressée aux émissions de neutrinos de basse énergie, les plus difficiles à détecter, mais susceptibles de donner plus d’informations sur les mécanismes provoquant le sursaut de rayons gamma que l’observation par la lumière.

La recherche de Karlijn Kruiswijk, basée sur les données fournies par le détecteur IceCube, a été fait l’objet d’un article qui vient d’être publié dans une édition spéciale de l’Astrophysical Journal Letters. Près de 200 chercheurs et chercheuses du monde entier ont étudié le GRB221009A, qui a ouvert de nouvelles perspectives afin de mieux comprendre le fonctionnement de ces phénomènes astrophysiques. « Pour moi, cette explosion de rayons gamma était la première pour laquelle j'ai recherché des neutrinos et je n'ai pas l'intention que ce soit la dernière », s’enthousiasme Karlijn Kruiswijk, impatiente de remettre le couvert et de travailler à nouveau avec IceCube, peut-être sur place, en plein Pôle Sud. 

La recherche sur le GRB221009A a bénéficié de financements du FNRS, de l’IISN et de la Fondation Francqui.