Recette solaire : comment naît le bore express

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.