Les physiciens de la collaboration Stéréo sont formels : s'il y a bien une anomalie dans les neutrinos émis par les réacteurs nucléaires, le neutrino stérile n'en est pas la cause. Cette collaboration a traqué pendant six ans cette particule, sans en trouver la trace, grâce à une expérience unique étudiant les neutrinos issus du réacteur nucléaire de l'Institut Laue-Langevin.
Cette expérience met fin à des années de questionnement. L'existence du neutrino stérile est en effet une extension naturelle du modèle standard élaboré par les physiciens des particules depuis la deuxième partie du 20e siècle. Cette particule permettrait d'expliquer des phénomènes physiques encore incompris, comme la matière noire. Plus près de chez nous, les physiciens ont cru déceler la trace de ces neutrinos stériles dans plusieurs expériences auprès des réacteurs nucléaires, sous la forme d'un déficit de neutrinos issus de la fission par rapport à la prédiction du modèle standard.
Pour tester sans ambiguïté cette hypothèse des neutrinos stériles et déterminer leurs propriétés, les chercheurs de Stéréo se sont tournés vers une source de neutrinos très intense et contrôlée, le réacteur à haut flux de l'Institut Laue-Langevin, à Grenoble. À seulement dix mètres du cœur du réacteur, ils ont placé une série de six détecteurs identiques, mis au point grâce à plusieurs générations d'expériences. Isolés de l'environnement extérieur, ces détecteurs étaient idéalement placés pour chercher avec une précision inédite la signature des neutrinos stériles, qui devait apparaître sous la forme d'un changement dans la distribution en énergie des neutrinos standard.
Pendant quatre ans, de 2017 à 2020, 107.558 neutrinos ont ainsi été observés, sans trace de neutrino stérile.
Il restait à expliquer d'une autre manière le déficit, toujours présent, de neutrinos émis lors des désintégrations radioactives des produits de fission. La précision des mesures de Stereo est telle que l'équipe pointe vers une autre direction : ce sont, non pas les expériences détectant les neutrinos, mais les données nucléaires utilisées pour la prédiction des désintégrations qui seraient biaisées.
La distribution en énergie des neutrinos de la fission de l'uranium 235 fournie par Stereo devient ainsi une donnée de référence, qui motive un vaste programme de réévaluation des émissions bêta des produits de fission décrits dans les bases de données nucléaires. Ce programme, en cours, permettra par exemple de comprendre avec une précision accrue les phénomènes à l'œuvre lors d'un arrêt de réacteur. Les résultats de Stereo posent aussi des bases solides pour les prochaines générations d'expériences auprès des réacteurs, pour étudier la hiérarchie des masses de neutrinos ou tester encore plus loin le modèle standard à basse énergie.
A fait l'objet d'un communiqué de presse.