Le 6 octobre 2026, l’Académie royale des sciences de Suède a attribué le Nobel de physique à Francis Halzen pour ses contributions décisives à IceCube et à la découverte de neutrinos astrophysiques de haute énergie. Installé dans la glace antarctique, l’observatoire détecte ces particules indirectement : ses capteurs enregistrent la lumière émise par des particules chargées lors de rares interactions de neutrinos. Cette méthode permet d’étudier les neutrinos de haute énergie venus du cosmos, ainsi que leurs propriétés et les rayons cosmiques.
Le Nobel et le rôle d’IceCube
Le Nobel récompense les contributions de Francis Halzen à IceCube et à la découverte de neutrinos astrophysiques de haute énergie. La vision de Halzen pour un détecteur de neutrinos au pôle Sud remonte à 1988. IceCube a depuis rendu possible l’étude de particules cosmiques qui interagissent rarement avec la matière.
Comment IceCube détecte les neutrinos
IceCube ne capte pas directement un neutrino. Lorsqu’un neutrino interagit dans la glace instrumentée ou à proximité, il peut produire des particules secondaires chargées. En traversant la glace, celles-ci émettent une lumière appelée lumière Cherenkov. Les modules optiques numériques, ou DOM, enregistrent cette lumière et horodatent les signaux. Les chercheurs peuvent ensuite reconstruire la direction et l’énergie de l’événement.
La difficulté tient notamment au fait que ces interactions sont rares. Le détecteur doit donc surveiller un volume immense de glace pour recueillir les signaux qui renseignent sur les neutrinos.
Un détecteur enfoui dans la glace antarctique
IceCube instrumente environ un kilomètre cube de glace près de la station Amundsen–Scott, au pôle Sud. Son réseau comprend 5 160 DOM répartis sur 86 chaînes verticales, à des profondeurs d’environ 1 450 à 2 450 mètres. La glace claire, la stabilité géologique du site et la proximité de la station de recherche font partie des atouts de cette implantation.
Une région centrale plus dense, DeepCore, abaisse le seuil d’énergie du détecteur à environ 10 GeV et permet notamment d’étudier les oscillations des neutrinos. En surface, IceTop compte 81 stations qui détectent les gerbes de particules produites par les rayons cosmiques.
Ce qu’IceCube a observé dans le cosmos
En septembre 2017, l’événement IC-170922A a coïncidé dans le temps et dans l’espace avec une période d’activité du blazar TXS 0506+056. Cette association a marqué une étape importante de l’astronomie multimessager, qui combine des observations de différents types pour étudier les phénomènes cosmiques.
En 2023, IceCube a également rapporté des indices d’émission de neutrinos de haute énergie en provenance de la Voie lactée. L’analyse portait sur 60 000 neutrinos recueillis au fil de dix années de données. Elle a mis en évidence une émission diffuse de la galaxie, sans identifier des sources individuelles.
Les données et la collaboration internationale
Dans un entretien publié le 8 octobre 2026, le chercheur d’IceCube Juan Carlos Díaz Vélez décrivait un traitement qui calcule la direction, l’énergie et le type de particule détectée toutes les deux millisecondes. Il indiquait que les ressources informatiques distribuées mobilisées pour l’analyse et les simulations représentaient environ 10 000 cœurs de processeur et 1 000 processeurs graphiques.
Díaz Vélez décrivait aussi une collaboration réunissant 450 personnes dans 58 institutions réparties dans 14 pays.
