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[Série de l'été] Olivier Drapier - La manifestation des neutrinos

De juin à août, retrouvez, chaque mardi et jeudi, le portrait d'un chercheur de l'École polytechnique. Aujourd’hui : Olivier Drapier, chercheur au Laboratoire Leprince-Ringuet, observe les neutrinos pour tenter d'expliquer la prédominance de la matière sur l’antimatière dans l’Univers.

©Silvère Leprovost

Son attrait pour la physique, et pour sa transmission, lui viennent d’une professeur de lycée, fervente admiratrice de Louis Leprince-Ringuet. Olivier Drapier ne peut alors imaginer qu’il rejoindra, des années plus tard, le laboratoire de l’École polytechnique qui porte le nom du célèbre physicien.

Un travail de vulgarisation auprès du grand public

En plus de ses recherches, le physicien consacre une grande partie de son temps à vulgariser son travail. Collégiens, lycéens, grand public et même détenus, il s’adresse à tous. À l’X, Olivier Drapier a initié des masterclasses durant lesquelles des lycéens travaillent à partir de véritables données de physique et échangent en visio-conférence avec des scientifiques du CERN, l’organisation européenne pour la recherche nucléaire, à Genève. Déjà à l’université, inscrit en maîtrise à Lyon I, il est sélectionné pour participer à un programme d’été pour étudiants dans le centre de recherche genevois. « Je travaillais avec la collaboration NA38 qui étudiait les collisions d’ions lourds de haute énergie », se souvient avec enthousiasme le chercheur. Conquis par ce stage, Olivier Drapier poursuit l’expérience, en fait son sujet de thèse, puis prolonge ses recherches sur ce sujet au CNRS au sein de l’Institut de physique nucléaire à Lyon.

L’année 2001 marque son arrivée au laboratoire Leprince-Ringuet de l’École polytechnique. Aux côtés de Michel Gonin, directeur de recherche au CNRS, il poursuit l’étude des collisions d’ions lourds puis s’intéresse au neutrino. Cette particule élémentaire se révèle lors des réactions nucléaires et des phénomènes de radioactivité. « Nous connaissons trois types de neutrinos, appelés « électron », « muon » et « tau », avec des caractéristiques différentes. Depuis 1998, nous savons qu’ils peuvent osciller, c’est-à-dire se transformer, d’un type à l’autre », explique Olivier Drapier. Avec son équipe, le chercheur participe à l’expérience internationale « T2K » au Japon et assiste en 2012 à la première observation directe de la transformation des « neutrinos-muon » en « neutrinos-électron ». « J’ai ressenti une excitation comparable au lancement d’une fusée », se rappelle le scientifique.

Les neutrinos, clef de la présence de la matière dans notre Univers ?

Cette année, les récents travaux de l’expérience T2K sur la composition de l’Univers ont fait l’objet d’un article dans la revue Nature. « Un des grands mystères de la physique est la prédominance de la matière sur l’antimatière dans l’Univers, alors qu’elles devraient avoir été produites en quantité strictement égales juste après le Big Bang », soulève Olivier Drapier. « Un comportement différent entre les neutrinos et les antineutrinos pourrait expliquer la dominance de la matière », indique le physicien. Les chercheurs de l’expérience T2K se sont ainsi penchés sur les oscillations quantiques des neutrinos et des antineutrinos. Les premiers résultats révèlent une capacité plus importante des neutrinos à se transformer, par rapport aux antineutrinos. Cependant, « il faudra encore une génération d’expériences pour préciser ces observations et ainsi confirmer ces résultats inédits », ajoute Olivier Drapier tout rassemblant les éléments de sa prochaine intervention. Cette semaine-là, il décrypte les ondes gravitationnelles à l’Université Populaire du Savoir de Sainte-Geneviève-des-Bois en Essonne.

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Retrouvez tous les portraits de chercheurs de notre série de l'été, ici.