Au large de Porquerolles, à 2 500 mètres sous la surface de la mer, un télescope un peu particulier attend son heure. Au mois de mai 2008, les derniers éléments ont été immergés : désormais, avec ses 900 détecteurs de photons répartis sur 12 lignes verticales de 450 mètres de long, Antares est en possession de tous ses moyens.



Son objectif ? Recueillir pour la première fois des neutrinos superénergétiques en provenance de sources aussi variées que des étoiles doubles, des restes de supernovae (explosions d’étoiles) ou, à l’extérieur de notre galaxie, des étoiles à neutrons ou des trous noirs tapis au cœur de galaxies lointaines. Directeur de recherche CNRS au Centre de physique des particules de Marseille¹ et responsable de la collaboration qui regroupe sept pays et, en France, le CNRS, le CEA et l’Ifremer, John Carr s’enthousiasme : « Jusqu’ici, les seuls neutrinos extraterrestres détectés provenaient soit du Soleil, soit d’une supernovae ayant explosé dans une galaxie voisine en 1987. Avec Antares, c’est une nouvelle fenêtre sur l’astronomie des neutrinos qui est en train de s’ouvrir. »
Pour autant, la partie est loin d’être simple. Véritable passe-muraille, le neutrino est en effet la particule élémentaire qui interagit le moins avec son environnement. Ainsi, elle peut traverser des milliards de mètres cubes de matière sans laisser la moindre trace. D’un côté, cette propriété fait tout l’intérêt astrophysique du « petit neutre » : parce qu’il est capable de s’extraire sans entraves des astres où il a été créé, c’est un informateur sans égal. De plus, il voyage sur des distances astronomiques sans que sa trajectoire ne soit altérée, conservant la « mémoire » de la direction d’où il provient. En contrepartie, la traque de neutrinos nécessite des détecteurs d’une sensibilité extrême. Qui du coup ont toutes les chances d’attraper dans leurs filets autre chose que leur proie.
C’est pour cette raison que contrairement à ses congénères souvent situés en altitude, le télescope Antares a été caché au fond de la mer. Si profondément que pas un grain de lumière en provenance de la surface ne risque de le perturber. Car comme l’explique le physicien, « ce ne sont pas directement les neutrinos qu’Antares détecte, mais le rayonnement lumineux dit Cerenkov issu de l’interaction des molécules d’eau avec une particule appelée muon. Celle-ci étant créée lorsqu’un neutrino en provenance du cosmos heurte une molécule d’eau ou du plancher océanique ».
Et pour éviter qu’Antares ne soit totalement aveuglé par le flux des particules constituant les rayons cosmiques, ce n’est pas vers la surface que ses détecteurs sont pointés, mais vers le fond, de telle manière que la Terre entière fasse écran. Autrement dit, Antares est le seul télescope au monde situé dans l’hémisphère Nord qui scrute la partie sud du ciel !
Qu’a-t-il vu jusqu’à aujourd’hui ? « Depuis la mise en service des premières lignes en 2006², détaille John Carr, Antares a attrapé environ 400 neutrinos. » Comparé aux 60 milliards qui traversent chaque centimètre carré de la Terre par seconde, c’est peu. Mais c’est le prix à payer lorsque l’on s’attaque à la plus insaisissable des particules. Et encore, les quelques miettes ratissées dans les grands fonds ont-elles été créées probablement dans l’atmosphère terrestre. « C’est déjà très satisfaisant, poursuit le scientifique. La preuve que le détecteur fonctionne. » Mais autant dire qu’avant de débusquer un astre lointain à travers les neutrinos qu’il nous envoie, Antares devra s’armer de patience. John Carr confie : « L’expérience durera entre cinq et dix ans. Si au cours cette période nous détectons une unique source de neutrinos énergétiques, ce sera un réel succès. »

Mathieu Grousson

>> A voir : Les yeux d’Antares (2004, 52 min) de Jean-François Dars et Anne Papillault, produit par CNRS Images. Un second film, réalisé par Marie Chevais, doit sortir mi-septembre.
http://videotheque.cnrs.fr/index.php?urlaction=doc&id_doc=1201