Dans une pièce sombre, on peut apercevoir une faible lueur bleue autour de certaines sources de radiation. C'est la lumière de Tcherenkov – elle apparaît lorsqu'une particule chargée traverse un milieu plus vite que la lumière ne s'y propage. On obtient une onde de choc lumineuse, semblable au bang sonique d'un avion supersonique, mais faite de photons.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé cet effet pour identifier les électrons. Ils ont assemblé un détecteur composé de nombreuses petites cellules en silicium – des photodiodes à avalanche capables de compter des photons individuels. Lorsqu'un électron traversait l'air et produisait un éclair de lumière de Tcherenkov, le détecteur captait les photons et, à partir de leur nombre, reconstituait les propriétés de la particule.

Les essais ont été menés sur un faisceau de particules au CERN, où des électrons étaient accompagnés d'autres particules – des pions et d'autres hadrons. Il s'est avéré que la lumière de Tcherenkov permet de distinguer très nettement les électrons : on peut les séparer des particules de fond avec une grande fiabilité sur une large gamme d'impulsions. Un simple modèle informatique a reproduit les résultats, ce qui signifie que la méthode peut être utilisée en toute confiance dans de futures expériences.

Un tel détecteur pourrait devenir un remplacement bon marché et compact des encombrants systèmes d'identification de particules. Au lieu de tonnes de fer et de gaz – quelques plaques de silicium qui comptent des photons. Et la prochaine fois qu'un électron traversera l'air, il sera trahi par un bref éclair bleu.