Comment entendre le signal le plus faible express
Un capteur qui cherche des particules rares, c'est un peu comme une oreille qui tenterait de saisir un murmure dans une pièce bruyante. Plus le signal est faible, plus il est difficile de le distinguer du bruit de fond. Dans l'expérience NUCLEUS, ces capteurs – des calorimètres cryogéniques – sont refroidis à presque zéro absolu pour pouvoir capter même la moindre élévation de température provoquée par une particule.
Pour affiner l'ouïe de l'appareil, les chercheurs ont utilisé deux astuces. D'abord, ils ont passé en revue de nombreux réglages pour trouver celui où le signal est le plus net. Ensuite, ils ont combiné les lectures de deux canaux différents du même capteur – comme si l'on écoutait une conversation avec deux oreilles plutôt qu'une. Traiter les deux signaux ensemble permet de filtrer le bruit et de repérer des événements plus discrets.
Un seuil aussi bas constitue un record pour les détecteurs à base de tungstate de calcium. Cela signifie que le futur lancement de NUCLEUS pourra rechercher des particules qui se perdaient auparavant dans le bruit. Peut-être y trouvera-t-on des traces de matière noire – cette substance invisible qui compose la majeure partie de l'Univers.
Un détecteur cryogénique fonctionne à une température inférieure à -270°C – plus froid que la surface de Pluton.