Se tourner vers les profondeurs souterraines pour étudier l'univers
Les neutrinos sont parmi les plus légères des deux douzaines de particules subatomiques connues; elles se retrouvent sur Terre en provenance de toutes les directions: des restes du Big Bang qui marque le début de notre univers, des explosions d'étoiles et du soleil. Elles voyagent à la vitesse de la lumière et traversent notre planète pratiquement sans aucune interaction. Étant donné qu'il est difficile de les détecter, elles portent des informations uniques sur les processus qui se sont produits aux extrémités de l'univers et dans les étoiles. Ainsi, ce que les télescopes «seulement» capables d'observer la surface des corps célestes ne peuvent détecter devient visible pour les détecteurs de neutrinos. Pour ouvrir une nouvelle voie d'étude de l'univers grâce aux neutrinos, les physiciens ont lancé le projet LAGUNA, financé par l'UE. Pour ne pas confondre les neutrinos avec les rayons cosmiques (qui sont constitués de particules subatomiques ne pénétrant pas notre planète), un détecteur plus important et plus sensible que ceux utilisés auparavant sera installé dans une installation souterraine. La première phase du projet impliquait l'étude de sept sites présélectionnés en Espagne, en France, en Pologne, en Roumanie, en Finlande et au Royaume-Uni. Pour chaque site, une évaluation géologique détaillée des cavernes souterraines a été menée pour identifier la mieux adaptée pour l'hébergement des instruments avec une masse totale de 100 000 à 500 000 tonnes. Trois différents types de détecteurs de neutrinos ont été envisagés: le Memphys, le Glacier, et le LENA (Low energy neutrino astronomy). Au centre de ces détecteurs se trouve un énorme réservoir rempli de tonnes de liquide où des capteurs de lumière sont disposés sur la surface interne. Le liquide (de l'eau ou de l'argon liquide) agit comme milieu de détection. Selon les résultats du projet, l'expérience extraordinairement ambitieuse sera composée d'une chambre d'argon liquide d'une masse d'environ 20 000 tonnes, équipée d'un détecteur de fer magnétisé. L'emplacement idéal sera à une profondeur de 1400 mètres dans la mine de Pyhäjärvi (ou Pyhäsalmi) en Finlande. Pour également évaluer les possibilités scientifiques offertes, le projet LAGUNA a rassemblé des partenaires industriels ainsi que la communauté scientifique. Les physiciens ont insisté sur le besoin d'associer le nouvel observatoire de neutrinos aux faisceaux de neutrinos du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) et d'étudier l'asymétrie matière/antimatière aux oscillations de neutrinos. La prochaine phase du projet, appelée LAGUNA-LBNO, a déjà été entamée. Elle se penchera sur un défi supplémentaire pour décider du détecteur final et du site retenu, à savoir déterminer le coût total de la construction, de la mise en service et du fonctionnement à long terme de l'observatoire.
