Dans une chambre noire où la température n'est que de quatre degrés au-dessus du zéro absolu, repose un cristal de saphir de la taille d'un grain de riz. Lorsqu'un neutrino – particule fantôme qui ne remarque presque pas la matière – le traverse, le cristal frémit et s'échauffe d'une fraction infime de degré. Cette réponse thermique est captée par des capteurs ultrasensibles placés sur les bords du cristal.

Mais l'instrument n'entend pas que les neutrinos. En dessous d'une énergie de quelques centaines d'électronvolts (soit un million de fois moins que l'énergie d'une piqûre de moustique), tout un essaim de signaux parasites apparaît. Les physiciens appellent cela l'excès de basse énergie et ne savent pas encore qui le produit. Dans cette nouvelle étude, deux hypothèses ont été testées : les particules étrangères traversant le détecteur sont-elles en cause, et quelle est l'influence de la vitesse à laquelle le cristal refroidit avant les mesures ?

La première hypothèse a été écartée : on a fait varier le niveau de bruit externe, mais le nombre de signaux parasites est resté le même. En revanche, la vitesse de refroidissement s'est avérée importante. Lorsque le cristal refroidissait lentement, les signaux parasites étaient nettement moins nombreux au début des mesures. Ensuite, quelles que soient les conditions, leur nombre diminuait selon la même loi de puissance : un peu comme la neige qui fond, d'abord rapidement, puis de plus en plus lentement. L'exposant était identique pour tous les ensembles de données : −0.59 avec une incertitude de 0.06.

Cela signifie que les signaux parasites naissent quelque part à l'intérieur même du détecteur et « se consument » progressivement avec le temps. Comprendre cela aidera les futures expériences à nettoyer les données du bruit de fond et à détecter plus précisément les insaisissables neutrinos.