Les neutrinos ressemblent à des danseurs invisibles qui changent de masque en plein vol. Les trois types de ces particules – le neutrino électronique, le neutrino muonique et le neutrino tau – passent constamment de l'un à l'autre. Cette danse est décrite par une matrice de mélange complexe, et les physiciens tentent depuis longtemps de la décomposer en mouvements simples.
Les auteurs de la nouvelle étude ont réassemblé l'une de ces décompositions, appelée TM1, à l'aide du formalisme du « spin de saveur ». Ils ont ainsi découvert une quasi-identité jusqu'alors inaperçue dans la première ligne de la matrice de mélange des neutrinos du modèle standard. La clé réside dans la symétrie conforme qui régnait dans l'Univers avant que le mécanisme de Higgs n'active les masses des particules. Cette symétrie est semblable à une feuille de papier parfaitement plane : les plis (les masses) apparaissent plus tard, mais le motif des plis garde la mémoire du plan d'origine.
Le résultat le plus frappant est le lien entre la phase de violation de CP du modèle standard et les trois angles de mélange. En substituant les données expérimentales, les auteurs ont obtenu une valeur de la phase égale à (19/12)π, soit 285 degrés. Avec cette hypothèse, les quatre paramètres de TM1 s'expriment en radicaux – comme √2 ou √3. Cela ressemble à l'accord d'un instrument de musique : les tons purs (les valeurs classiques) se séparent des harmoniques (les corrections quantiques), et l'on peut entendre la mélodie de la naissance de la masse.
Cette approche ne se contente pas de donner de jolis nombres. Elle propose un outil pour séparer la contribution principale au mélange des neutrinos des petits effets quantiques. Si l'on parvient à distinguer clairement l'un de l'autre, le mécanisme qui confère leur masse aux particules apparaîtra – l'une des questions les plus tenaces de la physique moderne.
Si les neutrinos avaient une masse nulle, ils ne se transformeraient jamais les uns dans les autres – chaque type volerait seul, comme un train sur sa propre voie.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan-planète générait des structures neutrino, manipulant les transformations des particules au niveau subatomique.