Chaque seconde, des milliards de neutrinos traversent notre corps sans que nous le remarquions. En récompensant Francis Halzen, le Nobel de physique 2026 met en lumière IceCube, l’observatoire enfoui dans la glace antarctique qui transforme ces particules insaisissables en messagers du cosmos.


À 82 ans, le physicien belge Francis Halzen a reçu, le 6 octobre, le prix Nobel de physique 2026. Le comité a récompensé ses contributions à l’observatoire IceCube et à la découverte de neutrinos de haute énergie venus de l’espace. Enfant, pourtant, Halzen ne rêvait pas de Nobel: «Non, je suis Belge, je voulais gagner le Tour de France», raconte-t-il. Son parcours l’a finalement conduit jusqu’au pôle Sud, à la recherche de particules presque impossibles à saisir.

Un «petit neutron»… qui n’en est pas un

Le mot neutrino vient de l’italien neutrino, diminutif de neutrone, «neutron». Le terme, popularisé par le physicien Enrico Fermi dans les années 1930, évoque une particule neutre et minuscule. Mais le neutrino n’est pas un neutron en miniature: ce sont deux particules bien distinctes.

Le neutron appartient au noyau des atomes. Le neutrino, lui, est une particule élémentaire. Il est dépourvu de charge électrique et sa masse est infime, mais pas nulle. Il en existe trois types, appelés «saveurs»: électronique, muonique et tauique. Au cours de son voyage, un neutrino peut passer d’une saveur à une autre.


Un messager qui traverse la Terre

Chaque seconde, plus de cent mille milliards de neutrinos traversent notre corps. La plupart viennent du Soleil. Ils passent à travers nous, les murs et même la Terre presque sans laisser de trace, car ils interagissent très rarement avec la matière.

Cette discrétion en fait un précieux messager pour les astrophysiciens. Les particules chargées venues de l’espace sont déviées par les champs magnétiques ; les neutrinos, eux, voyagent presque en ligne droite. Comme ils traversent aussi la matière presque sans interagir, ils peuvent porter jusqu’à nous des informations sur des régions lointaines et violentes de l’Univers. En repérant leur direction et leur énergie, les chercheurs tentent d’identifier ces sources, par exemple, des phénomènes liés aux trous noirs.

Mais comment observer une particule qui traverse la Terre sans presque jamais s’arrêter? Il faut un détecteur immense. C’est le pari de Francis Halzen.

IceCube, un observatoire enfoui dans la glace

Dès la fin des années 1980, Francis Halzen imagine utiliser la glace transparente de l’Antarctique comme un immense détecteur de neutrinos. L’observatoire IceCube s’étend aujourd’hui sur un kilomètre cube et compte plus de 5.000 capteurs de lumière, enfouis dans la glace du pôle Sud, à 1.000 mètres de profondeur. Un tel volume augmente les chances qu’un neutrino entre en collision avec un atome.

IceCube ne capture pas directement le neutrino. Lorsqu’une collision rare se produit, elle peut engendrer une particule chargée qui déclenche un bref éclair bleuté. Les capteurs enregistrent ce signal: sa forme et sa répartition aident les chercheurs à reconstituer la trajectoire du neutrino et à remonter vers son origine.

C’est cette contribution à la conception et au développement d’IceCube, ainsi que la découverte de neutrinos de haute énergie venus de l’espace, que le Nobel de physique 2026 a distinguées. L’observatoire a ainsi rendu possible une nouvelle manière d’étudier les phénomènes extrêmes du cosmos.

De l’infiniment petit à l’infiniment grand

Plusieurs observatoires ont déjà fait avancer cette exploration. En 1987, Kamiokande a détecté les neutrinos de la supernova SN 1987A. Plus tard, vers 1998, Super-Kamiokande a mis en évidence l’oscillation des neutrinos. IceCube a permis d’observer ceux de haute énergie venus du cosmos. Plus récemment, en 2025, le détecteur sous-marin KM3NeT a enregistré un neutrino cosmique d’une énergie record.

L’infiniment petit peut ainsi nous renseigner sur l’infiniment grand: des événements qui se produisent à des milliards d’années-lumière et dont ces particules nous transmettent la trace.