Le Soleil ne fait pas que briller : il émet en continu des flux de particules minuscules, les neutrinos. Ils naissent dans les réactions de fusion nucléaire au cœur et traversent l'étoile presque sans entrave. Mais à l'intérieur du Soleil, il existe des champs magnétiques qui peuvent influencer ces particules, comme des couloirs invisibles qui dévient légèrement leur trajectoire.

Dans ce nouveau travail, les physiciens ont calculé comment le champ magnétique du Soleil modifie le comportement des neutrinos de différentes énergies. Il s'avère que pour les neutrinos d'environ 10 MeV (typiques des réactions solaires), la conversion résonante ne se produit qu'au centre même — à une distance inférieure au cinquième du rayon solaire. En revanche, pour les neutrinos issus de puissantes éruptions solaires, avec des énergies supérieures à 1 GeV, la résonance se déplace vers les couches externes, où les champs magnétiques atteignent 50 kilogauss — soit des milliers de fois plus intenses que le champ terrestre. Là, les particules changent activement de type.

Les auteurs ont montré que cette conversion affecte la diffusion des neutrinos sur les électrons et les noyaux atomiques. Si l'on parvient à enregistrer une différence dans les signaux des neutrinos de différentes énergies, on pourra déterminer si les neutrinos sont des particules de Dirac (comme les électrons) ou de Majorana (la particule est sa propre antiparticule). C'est l'une des questions clés de la physique des particules élémentaires. Même si le signal n'est pas trouvé, la méthode permettra d'améliorer la limite sur le moment magnétique du neutrino d'un facteur 10 par rapport aux expériences actuelles.

Le Soleil s'avère être non seulement une source de lumière et de chaleur, mais aussi un laboratoire naturel où les champs magnétiques aident à distinguer les propriétés fondamentales des particules.