À l'intérieur du Soleil, des transformations nucléaires invisibles se produisent chaque seconde. L'une d'elles est la naissance du bore-8 : le noyau de béryllium-7 capture un proton qui passe par là et devient, l'espace d'un instant, un nouvel élément. Cette étape déclenche une chaîne qui se termine par l'émission d'un neutrino — une particule capable de traverser la Terre de part en part.
Auparavant, la vitesse d'une telle réaction était estimée à partir des données des accélérateurs, où les conditions sont loin d'être solaires. Les auteurs de la nouvelle étude ont emprunté une autre voie : ils ont construit un modèle du noyau à partir des premiers principes, sans paramètres ajustables. Les équations quantiques décrivent comment le proton et le béryllium-7 se rapprochent, fusionnent et se transforment en bore-8. Le calcul a été effectué sur un supercalculateur, où chaque nucléon est comme une bille dans une danse collective, et il faut tenir compte de tous leurs mouvements à la fois.
Le nombre obtenu — le facteur S astrophysique — est en accord avec les meilleures expériences, mais avec une incertitude plus faible. C'est important : la vitesse de production du bore-8 détermine la quantité de neutrinos qui atteignent les détecteurs sur Terre. En comparant le calcul avec les observations, on peut vérifier à quel point nous comprenons la structure du Soleil.
La prochaine étape consiste à appliquer la même méthode à d'autres réactions dans les étoiles. Si les calculs à partir des premiers principes deviennent la norme, les astrophysiciens obtiendront des « livres de recettes » précis pour les entrailles stellaires. Et alors, l'énigme des neutrinos solaires, qui a tourmenté les physiciens pendant un demi-siècle, sera définitivement résolue.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.28383
A theoretical study of the 7Be(p,gamma)8B reaction in the astrophysical energy range with the use of ab initio methods is presented. The used approaches are No-Core Shell Model and Cluster Channels Orthogonal Functions Method. The scheme also contains elements of R-matrix theory and procedures for extrapolating various data obtained in ab initio computations. The developed approach as a whole allows one not only to calculate the astrophysical S-factor and all nuclear characteristics that determine its value, but also to evaluate the reliability of the obtained results and to identify the dominant reaction mechanisms against a background of insignificant ones.The high accuracy of the obtained results and has been demonstrated.
Le bore-8 vit moins d'une seconde : il se désintègre en émettant un neutrino avant même d'avoir quitté les entrailles du Soleil. Mais ce sont précisément ces neutrinos qui ont atteint les détecteurs en premier et ont confirmé que les réactions thermonucléaires se produisent dans l'étoile.