Astronomie - Naissance d'un télescope au fond de la Méditerranée : Le télescope Antares ouvre les yeux vers le ciel. La première ligne de détection du télescope à neutrinos Antares, immergée à 2 500 mètres de profondeur, a été reliée par le robot téléopéré Victor 6000 de l'Ifremer à la station à terre de La Seyne-sur-Mer située dans le Var, le jeudi 2 mars à 12 h 11. Quelques heures plus tard, Antares ouvrait pour la première fois ses yeux vers le ciel et détectait ses premiers muons. Le muon est une particule similaire à l'électron, capable de traverser d'importantes quantités de matière.

Au-delà d'une certaine vitesse, elle produit dans l'eau un sillage de lumière bleue, le rayonnement Tcherenkov. Cette liaison marque la naissance effective du détecteur Antares, le premier télescope à neutrinos de haute énergie en mer profonde dans l'hémisphère nord. Cet évènement récompense une décennie d'efforts d'une vingtaine de laboratoires européens, parmi lesquels le CEA/Dapnia et des laboratoires du CNRS/IN2P3, instigateurs (Plus précisément, le Centre de physique des particules de Marseille (CPPM), unité mixte de recherche CNRS/IN2P3 et université de la Méditerranée – servant d'appui local à la collaboration – et le CEA/Dapnia, Laboratoire de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers.) du projet en 1996.

Crédits : « ANTARES - F. Montanet CPPM/IN2P3/CNRS-Univ.Mediterranee » - Images virtuelles 3D produites avec POV-ray
Antares les yeux de la Méditerranée le télescope en mer profonde

Le télescope Antares est un détecteur de neutrinos qui a deux objectifs majeurs : l'astronomie de haute énergie et la recherche de la matière noire. Plus de 150 chercheurs, ingénieurs et techniciens ont participé au projet, ils se répartissent dans les laboratoires suivants : CPPM (CNRS/IN2P3 – univ. de la Méditerranée Aix-Marseille II) ; DSM/Dapnia (CEA/Saclay) ; GRPHE (univ. de Haute-Alsace, Mulhouse) ; IPHC (CNRS/IN2P3 – ULP Strasbourg) ; APC (Univ. Paris VII, CNRS, CEA, observatoire de Paris) ; ITEP (Moscou, Russie) ; IFIC (CSIC/univ. de Valence, Espagne) ; NIKHEF, KVI, universités d'Amsterdam et d'Utrecht (Pays-Bas) ; INFN-Italie (univ. de Bari, Bologna, Catania, Genova, Pisa, Roma, laboratoire LNS-Catania) ; univ. d'Erlangen (Allemagne) ; Géosciences Azur (CNRS, IRD, UNSA, UPMC) ; COM (CNRS/INSU – univ. de la Méditerranée Aix-Marseille II) ; LAM (CNRS/INSU – univ. de Provence) ; Ifremer (centre de Toulon/La Seyne-sur-Mer et centre de Brest).

Les neutrinos interagissent très peu avec la matière. Leur détection est donc un défi qu'il n'est possible de relever qu'avec d'immenses détecteurs, protégés du rayonnement cosmique qui bombarde constamment tout site terrestre et représente un important et continu bruit de fond. Installé au large de Toulon (Var), Antares est protégé de ce rayonnement par le blindage naturel des 2 500 mètres de hauteur d'eau de mer. Des photodétecteurs, les yeux d'Antares, utilisent un grand volume d'eau de mer pour observer le sillage très faiblement lumineux produit par les muons « montants ». Ces derniers résultent de l'interaction avec la croûte terrestre des neutrinos ayant traversé la Terre. Cette observation est rendue possible grâce à l'obscurité totale qui règne à ces profondeurs abyssales. Antares observe donc le ciel de l'hémisphère sud au travers du globe terrestre, incluant le centre galactique, siège de phénomènes énergétiques intenses.

Les photodétecteurs se répartissent par groupe de trois le long de câbles ombilicaux de 450 mètres de haut, destinés au transport des signaux et de l'énergie. Au total, 900 « yeux » répartis sur 12 lignes scruteront l'Univers d'ici à fin 2007, occupant une surface d'environ 200 m x 200 m au sol. Chaque ligne est reliée à une boîte de jonction à partir de laquelle s'étire un câble électro-optique de 40 kilomètres qui aboutit à la station à terre de l'institut Michel Pacha, à La Seyne-sur-Mer. Le déploiement du télescope Antares bénéficie de la logistique et de l'expertise de l'Ifremer.

En outre, Antares constitue une infrastructure scientifique sous-marine multidisciplinaire permanente qui enregistre différentes données : océanographiques - incluant l'observation du milieu marin en mer profonde ainsi que les phénomènes de bioluminescence - et géophysiques. Ainsi un sismographe y enregistre les secousses de la planète depuis un an. Antares a pour objectif l'observation de phénomènes cosmiques de haute énergie. Ces dernières décennies, l'astronomie a permis de découvrir de nombreux objets, dont certains sont le siège de phénomènes cataclysmiques, émetteurs de photons, de particules chargées et de neutrinos de très haute énergie. Cependant les photons sont absorbés par la matière, ce qui limite la profondeur d'espace pouvant être observé, et les particules chargées d'énergie pas trop élevée sont déviées par les champs magnétiques galactiques et extragalactiques, ce qui rend l'observation des sources ponctuelles, et donc l'astronomie, très difficile. En revanche, les neutrinos cosmiques sont des particules élémentaires qui interagissent faiblement avec la matière. Ils parcourent donc de longues distances dans l'Univers sans être absorbés par les milieux intergalactiques, se propageant en ligne droite depuis le cœur des accélérateurs cosmiques sans être déviés. Ils permettent ainsi de sonder l'univers lointain et d'étudier les sources à l'origine des rayonnements cosmiques de très haute énergie.

Antares pourrait également observer des neutrinos de plus basse énergie issus de l'accumulation de matière noire au centre de la Terre, du Soleil ou de notre galaxie. Mis en évidence il y a 70 ans, le problème de la matière noire constitue aujourd'hui une des questions majeures de la cosmologie. Nous ignorons encore ce qui compose 95 % de notre Univers ! La nature de la matière et de l'énergie manquante est complètement inconnue, mais pourrait être en partie constituée d'une particule élémentaire massive appelée wimp (weakly interacting massive particle), ou encore « particule lourde interagissant faiblement avec la matière ». La théorie physique dite de la « supersymétrie » en prédit l'existence, encore non vérifiée. Ces particules s'accumuleraient au centre d'objets massifs comme la Terre, le Soleil… Étant à la fois particule et anti-particule, les wimps finiraient par s'annihiler en produisant une bouffée d'énergie et de particules, dont des neutrinos.

Le financement du projet Antares est assuré grâce à la contribution du CEA (DSM/Dapnia) et du CNRS/IN2P3 ; de la Région Alsace, de la Région Provence Alpes Côte d'Azur, du Département du Var, de la Ville de La Seyne-sur-Mer ; de l'Union Européenne ; et de cinq pays (Pays-Bas, Allemagne, Italie, Espagne, Russie).

	Lire aussi sur ce sujet : Pas d'article sur ce sujet
Retrouvez toutes les actualités scientifiques, informatiques, de la recherche , ..., tous les jours !

Retrouvez toutes les actualités du mois en cours