Un architecte consulte son plan lorsqu'il construit une maison. Pour les cosmologistes, le plan est le modèle standard, et le mètre ruban est la lumière des galaxies lointaines. Récemment, un nouveau « mètre ruban », l'instrument DESI, a mesuré les distances de millions de galaxies avec une précision inédite. Et les chiffres ne correspondent pas au plan. Comme si les murs étaient plus longs d'un centimètre que prévu – un détail, mais tout le projet est remis en question.
Le rôle des centimètres manquants est joué par la densité de la matière. Pour faire concorder les données de DESI avec les observations du fond diffus cosmologique (l'écho du Big Bang), les scientifiques ont supposé qu'une « colle » invisible agissait dans l'Univers primordial – un nouveau type de neutrinos. Les neutrinos ordinaires sont déjà presque insaisissables, mais ceux-ci, les neutrinos stériles, sont encore plus fantomatiques : ils ne participent même pas aux interactions faibles et communiquent avec le monde via une particule légère intermédiaire. Cet intermédiaire fait échanger de l'énergie entre le rayonnement et les neutrinos, comme deux vases communicants.
En conséquence, la « colle » modifie l'image du fond diffus cosmologique, réduit la densité de matière calculée et rapproche les lectures de DESI des autres expériences. Il est particulièrement important que le vieux débat sur la masse des neutrinos disparaisse : les expériences en laboratoire donnaient une valeur, les observations cosmologiques une autre. Le nouveau modèle les réconcilie. De plus, il atténue également la fameuse crise de la constante de Hubble – l'écart dans la vitesse d'expansion de l'Univers mesurée par différentes méthodes.
L'analyse a montré que les données préfèrent le modèle avec des neutrinos stériles au niveau de 2,7 sigma. Ce n'est pas une découverte définitive, mais une sérieuse revendication. Comme si, dans le bruit des interférences, une voix se détachait pour la première fois – encore indistincte, mais déjà plus un hasard.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2605.18716
Recent DESI BAO measurements, combined with CMB data, reveal a tension within the $$\Lambda$$CDM model that leads to a discrepancy between cosmological and laboratory bounds on the summed neutrino mass. We show that a recoupled interacting radiation component can alleviate this cosmological tension, as well as the one with neutrino oscillation experiments. Sterile neutrinos interacting through a light pseudoscalar mediator provide a concrete realization of this scenario. The resulting interacting fluid modifies the CMB phenomenology, lowers the preferred matter density, and improves the consistency between CMB and DESI BAO measurements. Combining CMB with DESI DR2 BAO measurements, we find a $$2.7 \sigma$$ preference for a nonzero interacting sterile neutrino component, $$ sp=0.253 \pm 0.094$$, corresponding to an improvement $$\Delta \chi^2=-8.98$$ relative to $$\Lambda$$CDM. The model also reduces the tension with the SH0ES determination of the Hubble constant to the $$2.4\sigma$$ level.
Les neutrinos stériles sont si insaisissables qu'ils pourraient traverser une plaque de plomb d'une épaisseur d'une année-lumière sans toucher un seul atome.
Dans le roman « Le Problème à trois corps » de Liu Cixin, les extraterrestres utilisent des neutrinos pour une communication supraluminique – de la science-fiction, mais les neutrinos stériles pourraient être les facteurs idéaux à travers les étoiles.