Au cœur de la province du Guangdong en Chine, à 700 mètres sous terre, l'Observatoire Souterrain de Neutrinos de Jiangmen (JUNO) a officiellement lancé ses opérations en août 2025.
Ce complexe scientifique de pointe est dédié à l'étude des neutrinos, ces particules subatomiques insaisissables qui, malgré leur abondance, demeurent difficiles à observer en raison de leurs interactions minimales avec la matière. L'objectif scientifique principal de JUNO est de déterminer la hiérarchie de masse des neutrinos et de mesurer avec une précision inégalée leurs paramètres d'oscillation. Ces recherches sont fondamentales pour élucider les mécanismes d'explosion des supernovae, comprendre les origines et l'évolution de l'univers, et potentiellement découvrir de nouveaux phénomènes physiques.
La découverte de l'oscillation des neutrinos, qui a valu le prix Nobel de physique en 2015 à Takaaki Kajita et Arthur McDonald, a ouvert la voie à des expériences de nouvelle génération comme JUNO, qui visent à affiner notre compréhension de ces particules fondamentales. L'observatoire est équipé d'un détecteur de scintillateur liquide colossal de 20 000 tonnes, enfermé dans une sphère d'acrylique de 35 mètres de diamètre. L'ensemble est immergé dans une immense piscine d'eau, créant un environnement à faible interférence, optimisé pour la détection des neutrinos provenant de diverses sources, y compris les centrales nucléaires, le soleil et la radioactivité naturelle de la Terre.
Le projet JUNO, qui a nécessité une décennie de construction et un investissement supérieur à 300 millions de dollars, représente une collaboration internationale d'envergure, rassemblant 750 scientifiques issus de 74 institutions de recherche réparties dans 17 pays et régions. Cette collaboration témoigne de l'effort mondial pour percer les mystères de l'univers subatomique. Avec une mise en service prévue pour durer au moins 30 ans, JUNO est positionné pour apporter des contributions significatives à notre compréhension des particules cosmiques fondamentales.
Les données préliminaires indiquent que les indicateurs de performance clés du détecteur dépassent les attentes, promettant des découvertes qui pourraient redéfinir notre vision du monde subatomique et, par extension, de l'univers lui-même. L'observatoire vise à résoudre des questions fondamentales, telles que la hiérarchie de masse des neutrinos, un élément crucial pour l'élaboration de modèles en physique des particules et en cosmologie. L'importance de la localisation de JUNO, à environ 53 kilomètres des centrales nucléaires de Yangjiang et Taishan, est capitale pour l'étude des oscillations de neutrinos, permettant une sensibilité maximale à la détermination de la hiérarchie des masses. Cette proximité stratégique, combinée à un blindage naturel de 700 mètres de roche, minimise les interférences des rayons cosmiques, garantissant la pureté des données collectées.
Les recherches futures de JUNO pourraient également inclure la détection de la désintégration double bêta sans neutrino, un phénomène théorique qui pourrait révéler si les neutrinos sont leurs propres antiparticules, et potentiellement la détection de neutrinos issus de supernovae. Ces avancées positionnent JUNO comme un pilier de la recherche en physique des particules, avec le potentiel de réponses à certaines des questions les plus profondes sur la nature de la matière et l'origine de l'univers.