PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2015

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Takaaki Kajita

Takaaki Kajita
Crédits : AFLO/ AFLO/ Nippon News/ Corbis

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Arthur B. McDonald

Arthur B. McDonald
Crédits : B. Clark/ Queen’s University

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Le physicien japonais Takaaki Kajita (né en 1959) et le physicien canadien Arthur B. McDonald (né en 1943) se partagent le prix Nobel de physique 2015 pour leurs contributions essentielles à la compréhension des propriétés des neutrinos, par deux expériences qui ont établi le phénomène appelé « oscillation des neutrinos ».

Takaaki Kajita

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Le prix Nobel de physique 2015 a été attribué conjointement au Japonais Takaaki Kajita, de l'université de Tokyo, et à Arthur McDonald, pour leurs contributions essentielles à la compréhension des propriétés des neutrinos.  

Crédits : AFLO/ AFLO/ Nippon News/ Corbis

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Les neutrinos sont les plus discrètes des particules élémentaires car leur charge électrique est nulle, leurs masses minuscules (même comparées à la masse de l’électron) et ils interagissent de façon extrêmement faible avec toutes les autres particules. Ils sont néanmoins omniprésents dans l’Univers car toutes les étoiles en produisent abondamment lors de leurs réactions nucléaires internes ; on estime qu’il y a en moyenne trois cents neutrinos dans chaque centimètre cube de l’Univers et que leur flux en provenance du Soleil atteint 65 milliards de particules par centimètre carré et par seconde au niveau de la Terre. Il existe trois types de neutrinos, chacun associé à un lepton chargé : le neutrino électronique (noté νe) associé à l’électron, le neutrino muonique (noté νµ) associé au muon et le neutrino taunique (noté ντ) associé au lepton tau. Dès les années 1960, par analogie avec ce qui est observé dans les systèmes de mésons K neutres, les théoriciens Bruno Pontecorvo et Vladimir Gribov avaient discuté la possibilité, pour un neutrino, d’osciller entre les diverses variétés leptoniques.

L’expérience menée par Kajita et par Masatoshi Koshiba (né en 1926, prix Nobel 2002) utilise le détecteur Super-Kamiokande, gigantesque réservoir contenant 22 500 tonnes d’eau ultrapure entourée de 11 146 tubes photodétecteurs de 50 centimètres de diamètre. Afin d’être protégé des particules cosmiques autres que le neutrino, cet ensemble est installé dans une profonde mine de zinc à Kamioka, près de la ville de Hida à l’ouest de Tokyo. L’article titré « Preuve de l’oscillation des neutrinos atmosphériques », publié en août 1998 dans la revue américaine Physical Review Letters, ren [...]

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Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Bernard PIRE, « PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2015 », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 mai 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2015/