Loin sous le paysage luxuriant du sud de la Chine, un vaste laboratoire souterrain vise à être le premier au monde à résoudre une profonde énigme scientifique.
La Chine est devenue une puissance scientifique ces dernières années, les dirigeants communistes du pays investissant des milliards de dollars dans la recherche avancée pour rivaliser avec les États-Unis et d’autres rivaux.
Sa dernière pièce maîtresse est l’Observatoire souterrain de neutrinos de Jiangmen (Juno), une installation de pointe destinée à l’étude des minuscules particules subatomiques.
Le projet est une opportunité « passionnante » de se plonger dans certains des éléments constitutifs les plus fondamentaux, mais insaisissables, de l’univers, selon Patrick Huber, directeur du Centre de physique des neutrinos de l’université américaine Virginia Tech, qui n’est pas impliqué dans le projet. recherche.
L’ a récemment participé à une tournée médiatique internationale de l’observatoire de Kaiping, dans la province du Guangdong, organisée par l’Académie chinoise des sciences, l’agence scientifique nationale du pays.
Le laboratoire est accessible par un funiculaire qui descend dans un tunnel jusqu’à une caverne construite à 700 mètres (2 300 pieds) sous terre pour limiter les émissions de radiations.
A l’intérieur se trouve le détecteur de neutrinos, une sphère en acier inoxydable et acrylique d’environ 35 mètres de diamètre, sillonnée de câbles.
« Personne n’a construit un tel détecteur auparavant », a déclaré Wang Yifang, chef de projet de Juno et directeur de l’Institut de physique des hautes énergies, tandis que des ouvriers portant des casques de sécurité appliquaient la touche finale à l’orbe brillant.
« Vous pouvez le voir sur l’échelle, c’était technologiquement compliqué », a déclaré Wang en agitant un stylo laser sur différentes parties de l’installation.
Lancé en 2014, la construction de Juno a coûté environ 2,2 milliards de yuans (311 millions de dollars) et devrait être achevée l’année prochaine.
Son objectif est de résoudre une énigme de physique fondamentale concernant la nature des particules plus rapidement que les scientifiques des États-Unis, leader mondial dans ce domaine.
Ses recherches pourraient également nous aider à mieux comprendre la planète Terre, le Soleil et d’autres étoiles et supernovas.
« Le deuxième ne veut rien dire »
Les neutrinos sont des particules élémentaires qui existent tout autour de nous et se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière.
Les physiciens les connaissent depuis des décennies mais manquent encore de connaissances approfondies sur leur fonctionnement.
Les chercheurs utiliseront Juno pour détecter les neutrinos émis par deux centrales nucléaires chinoises, chacune située à 53 kilomètres (33 miles).
Ils utiliseront ensuite les données pour résoudre ce qu’on appelle le problème de la « hiérarchie des masses », considéré comme crucial pour l’amélioration des théories de la physique des particules.
Les scientifiques savent déjà que les neutrinos se présentent sous trois états de masse différents, mais ils ne savent pas lequel est le plus lourd et lequel est le plus léger.
Résoudre ce problème pourrait les aider à mieux comprendre le modèle standard de la physique des particules, leur permettant ainsi d’en apprendre davantage sur le passé et l’avenir de l’univers.
« (Le projet) testera en profondeur notre compréhension de l’oscillation des neutrinos et de la mécanique quantique », a déclaré Huber de Virginia Tech.
« S’il s’avère que Juno montre que notre compréhension (actuelle) est fausse, alors ce serait une révolution. »
Wang, le chef de projet, a déclaré que les chercheurs étaient convaincus qu’ils « obtiendraient le résultat de la hiérarchie de masse avant tout le monde ».
En sciences fondamentales, dit-il en souriant, « le premier veut tout dire, et le second ne veut rien dire ».
Tensions entre superpuissances
Les scientifiques estiment que six années de données seront nécessaires pour résoudre la question de la hiérarchie de masse.
Et même si des expériences similaires auront lieu aux États-Unis et au Japon dans les années à venir, Juno est « en avance dans la course », a déclaré Jennifer Thomas, physicienne à l’University College de Londres et membre du comité scientifique international du projet.
Environ 750 scientifiques de 17 pays participent à cette collaboration, dont « deux groupes américains », selon Wang.
D’autres sont intéressés à adhérer, a-t-il ajouté, « mais malheureusement, pour de nombreuses raisons bien connues… ils n’y sont pas autorisés ».
Alors que la concurrence entre les États-Unis et la Chine dans le domaine de la science et de la technologie s’intensifie, Washington a enquêté sur des universitaires américains d’origine chinoise pour espionnage ou vol de propriété intellectuelle, et a encouragé les institutions nationales à relâcher leurs liens avec leurs homologues chinois.
Pékin, de son côté, a été accusé par les gouvernements occidentaux et les organisations internationales de restreindre l’accès à certaines données et d’entraver les enquêtes sur des sujets sensibles, comme les origines du COVID-19.
Mais un universitaire américain et membre de Juno a déclaré qu’il était impatient de travailler sur ce projet « unique ».
« Nous ne sommes pas complètement insensibles à la situation politique, car il peut parfois y avoir des difficultés (pour les chercheurs) à obtenir des visas » et à surmonter des obstacles bureaucratiques plus stricts, a déclaré Juan Pedro Ochoa-Ricoux, physicien expérimental à l’Université de Californie à Irvine. .
Il a déclaré que de tels problèmes « affectent les deux parties, peut-être encore plus nos collègues chinois que nous aux États-Unis ».
Mais, a-t-il ajouté, « en travaillant ensemble, nous montrons également comment la science peut et doit être apolitique ».
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