Les neutrinos sont les particules connues les plus insaisissables. Chaque seconde, des milliards de milliards de neutrinos provenant du Soleil traversent votre corps sans que vous vous en aperceviez : ils interagissent à peine avec la matière. Pour en capturer ne serait-ce qu'un seul, les physiciens construisent des détecteurs géants — des bassins d'eau ou d'argon liquide profondément sous terre. Lorsqu'un neutrino entre enfin en collision avec un noyau atomique, il en éjecte une particule, et en suivant la trace de cette particule, on peut comprendre ce qui s'est passé.
La précision de ces mesures dépend de la connaissance d'une grandeur : la force avec laquelle un neutrino « pousse » un proton ou un neutron. Cette grandeur est appelée le facteur de forme axial, et jusqu'à présent, elle était déterminée avec une incertitude allant jusqu'à 20 %. C'est trop grossier pour les besoins de la physique moderne. Les auteurs de l'étude ont appliqué une méthode déjà utilisée pour d'autres particules : le calcul sur réseau — on divise l'espace et le temps en minuscules cellules et on modélise l'interaction sur un superordinateur. Ce calcul donne un résultat mathématiquement rigoureux, avec une prise en compte complète de toutes les incertitudes.
Les scientifiques ont moyenné plusieurs de ces calculs, réalisés par différents groupes, et les ont comparés aux données d'anciennes expériences où des neutrinos se dispersaient sur de l'hydrogène et du deutérium. L'accord est bon, mais pas parfait : les calculs sur réseau donnent des valeurs légèrement plus faibles que certaines expériences. Cet écart n'est pas une erreur, mais une raison de creuser plus loin. Peut-être que certaines expériences n'ont pas pris en compte des effets subtils, ou que les calculs théoriques doivent affiner le modèle.
Désormais, les physiciens disposent d'une base plus fiable pour analyser les données des futurs détecteurs géants, comme DUNE aux États-Unis ou Hyper-Kamiokande au Japon. Plus nous connaîtrons précisément comment les neutrinos interagissent avec la matière, mieux nous pourrons percer leurs grands mystères : pourquoi ils sont si nombreux, comment ils changent de type en vol, et pourquoi l'Univers contient plus de matière que d'antimatière.
Un neutrino peut traverser une couche de plomb d'une épaisseur d'une année-lumière sans heurter un seul atome.