42°THE42LAWSUN ATLAS DE L’INVISIBLECARNET DE RECHERCHE 001
PHYSIQUE FONDAMENTALE / LES LEPTONS

NEUTRINOν

EXPLORATION
01 — PARTICULES

L’invisible nous traverse.

Une particule presque insaisissable.
Une fenêtre sur les plus grandes questions de l’Univers.

PORTRAIT D’UNE PARTICULEν / LEPTON
+PARTICULE ÉLÉMENTAIRE
Neutrino
REPRÉSENTATION ARTISTIQUE
Ni une photographie, ni une orbite réelle.
01 / ABONDANCE

100 milliards

de neutrinos solaires traversent environ
un ongle chaque seconde. [1]

02 / DISCRÉTION

Presque invisible.

La plupart traversent votre corps
sans la moindre interaction.

03 / IDENTITÉ

3 saveurs connues

Électronique, muonique, tauique.
Une identité quantique qui peut évoluer.

01 — LE LABORATOIRE

Une particule.
Plusieurs possibilités.

Un neutrino produit avec une saveur donnée peut être détecté avec une autre. Explorez comment la distance et l’énergie changent ces probabilités.

À VOUS D’EXPÉRIMENTER
Saveur à la production
0,2 GeV5 GeV
0 km3 000 km

Modèle à trois saveurs dans le vide.
Paramètres illustratifs, effets de matière exclus.

PROBABILITÉS DE DÉTECTION0 — 100 %
νe Électronique
νμ Muonique
ντ Tauique

Ce que calcule cette expérience +

Les états de saveur sont des superpositions d’états de masse. Leurs phases évoluent différemment pendant la propagation : c’est leur interférence qui fait varier les probabilités. Il n’y a pas de cycle imposé νe → νμ → ντ.

P(να → νβ) = | ∑i Uβi U*αi exp(−i m²iL / 2E) |²

Expression en unités naturelles. Ici : θ₁₂ = 33,4°, θ₁₃ = 8,6°, θ₂₃ = 49° ; Δm²₂₁ = 7,5 × 10⁻⁵ eV² et Δm²₃₁ = 2,5 × 10⁻³ eV². Ordre normal supposé, phase CP fixée à zéro. Ces valeurs arrondies servent à l’illustration ; elles ne constituent pas un ajustement expérimental actualisé. Le calcul numérique utilise L en km, E en GeV et le facteur de phase 2 × 1,267.

Le graphique décrit un faisceau idéal monochromatique dans le vide. Il ne modélise ni le voyage solaire, ni un détecteur réel, ni l’efficacité de détection. Fondement du modèle [4].

02 — LES ORIGINES

Des messagers
venus de partout.

Des réactions au cœur du Soleil aux explosions stellaires, les neutrinos racontent des événements que la lumière seule ne révèle pas.

UNE ÉTOILE, TOUT PRÈS DE NOUS

Nés au cœur du Soleil.

Lors de la fusion nucléaire, des neutrinos électroniques sont produits. Ils s’échappent facilement du Soleil et une partie atteint la Terre. Les saveurs observées à l’arrivée peuvent être différentes.

Fusion solaireEspaceVous
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03 — CE QUE L’ON SAIT

Minuscule particule.
Immenses questions.

Le neutrino appartient à la même famille que l’électron : les leptons. Les quarks, qui composent notamment les protons et les neutrons, forment une autre famille.

LEPTONS
eμτνeνμντ
Pourquoi traverse-t-il la matière ?

Sa charge électrique est nulle et il ne participe pas à l’interaction forte. Ses interactions faibles avec la matière sont rares ; leur probabilité dépend notamment de l’énergie. La gravitation agit aussi sur lui. Traverser la Terre est possible, mais ce n’est pas une garantie à toutes les énergies. [2]

Que sait-on de sa masse ? +

Les oscillations mesurées impliquent des différences de masses au carré non nulles : au moins deux états de masse sont donc massifs. Elles ne donnent pas à elles seules les masses absolues. Une saveur n’est pas un état de masse unique. [4]

Pourquoi y a-t-il davantage de matière ? +

Certains scénarios de leptogenèse relient les neutrinos à l’origine de l’asymétrie matière–antimatière. C’est une piste théorique, pas une explication établie. L’expérience ci-dessus, avec sa phase CP fixée à zéro, n’étudie pas cette asymétrie. [5]

POUR ALLER PLUS LOIN

La curiosité, avec des sources.

Références consultées le 11 septembre 2026.

  1. Fermilab Solar neutrinos
  2. CERN The Standard Model
  3. CERN · OPERA Observation des oscillations
  4. CERN Courier A portal to new physics
  5. CERN · CMS Two Ends of a Seesaw