Un domaine de recherches qui vous aspire
Nous avons demandé à Nakahata pourquoi il avait choisi ce domaine de recherches.
Sans sourciller, il a répondu : « On ne vit qu’une fois, et j’ai décidé de miser sur quelqu’un comme Koshiba Masatoshi. »
Nakahata a entendu parler de l’ambitieux et paternel Koshiba alors qu’il était en train de choisir un domaine de recherche pour son troisième cycle. Koshiba l’ayant assuré que Kamiokande allait très bientôt recevoir un prix Nobel pour ses travaux sur la désintégration du proton, son intérêt s’éveilla et il décida de s’engager dans ce projet. Mais les années passèrent sans que le moindre cas de désintégration d’un proton fût observé...
« J’ai tout d’abord pensé qu’on m’avait pris pour un pigeon », dit Nakahata.
Nakahata MasayukiMais il s’avéra que le vrai talent de Koshiba résidait dans son aptitude intarissable à produire de nouvelles idées. Ayant décidé que l’équipe devait se réorienter vers la capture des neutrinos, Koshiba modifia l’observatoire en conséquence. Un an plus tard, quand des neutrinos émis par l’explosion d’une supernova au sein du Grand Nuage de Magellan, une nébuleuse proche de la Voie lactée, ont atteint la Terre, l’équipe a été la première au monde à observer des neutrinos provenant de l’espace.
Nakahata ne pouvait s’empêcher de penser que son groupe de recherche avait eu beaucoup de chance. Les explosions de supernovas ne sont pas tellement fréquentes. Dans la Voie lactée, dont la Terre fait partie, il faut attendre de 30 à 50 ans entre deux explosions de ce genre. Et si l’on se limite aux événements visibles à l’œil nu, ce délai passe à 400 ans. Par une autre heureuse coïncidence, Nakahata a été la première personne au monde à obtenir les données brutes d’une explosion de supernova, suivi en cela par un étudiant en troisième année de doctorat chargé de l’analyse des données.
« Quand j’ai découvert ces 10 secondes de signaux extrêmement forts dans les données du 23 février 1987 à 16 h 35 et 35 secondes, mon cœur a fait un bon. »
L’événement a eu lieu juste trois minutes après une interruption de deux minutes dans les données, comme le recalibrage des capteurs en provoque toutes les deux heures. Si les collisions de neutrinos s’étaient produites dans cet interstice, l’équipe n’aurait pas été en mesure de collecter les données. Nakahata a éprouvé un grand soulagement quand il s’est aperçu à quel point il l’avait échappé belle.
L’agglomérat de points au milieu de la photographie représente une explosion de supernova. L’espace vide en dessous correspond à une interruption du flux de données due à un recalibrage intervenu quelques minutes plus tôt.« Ce qui s’est passé, c’est que je ne pouvais pas joindre Koshiba, vu qu’il était parti faire un séjour dans une source thermale à Hakone », déclare Nakahata en riant. « Je suppose que personne n’a imaginé, même en rêve, que cela nous conduirait à recevoir le prix Nobel. »
La semaine suivante, quand Nakahata a fait part des résultats de son analyse à Koshiba, celui-ci, loin de manifester la moindre émotion, lui a confié une nouvelle tâche : « Vous n’avez que deux jours de données. Je veux que vous vous remettiez à l’ouvrage et analysiez toutes les autres données enregistrées par Kamiokande pour vérifier qu’il n’y a pas eu d’autres événements. »
Ainsi, tous les jours de la semaine suivante, Nakahata a travaillé jusque tard dans la nuit, repassant des centaines de cassettes de données tout en rédigeant sa thèse. Les résultats de ses recherches apportaient la preuve que, pour la toute première fois, des neutrinos en provenance d’une explosion de supernova avaient été détectés.
En revenant sur sa carrière au Kamiokande et au Super Kamiokande, Nakahata dit avec un sourire : « Par la suite, nous avons obtenus des résultats encore plus inattendus, et les choses sont devenues très intéressantes. »
En 2027, la recherche sur les neutrinos va faire un pas en avant avec l’achèvement du Hyper Kamiokande, l’installation de 260 000 tonnes qui prendra le relai du Super Kamiokande. Les chercheurs vont se servir de cette installation pour tenter d’élaborer une théorie unifiée des particules élémentaires et de l’histoire de l’univers.
« Notre quête se poursuit. J’espère que les gens apprécieront l’exaltation et l’esprit d’aventure qui l’animent, et je veux que davantage de jeunes gens s’investissent dans le domaine de la recherche », dit Nakahata, dont les yeux brillent d’un éclat intense que ne parvient pas à cacher la douceur de son regard.
Nakahata et son équipe en train d’installer des tubes photomultiplicateurs. (Avec l’aimable autorisation de l’Observatoire de Kamioka, Institut de recherche sur les rayons cosmiques, Université de Tokyo)Le 12 novembre 2020, Koshiba Masatoshi, professeur émérite à l’Université de Tokyo, père de l’astronomie des neutrinos et fer de lance de la recherche mondiale sur les neutrinos, est décédé. On se souviendra de lui pour ses réussites scientifiques. Qu’il repose en paix.
(Photo de titre : le réservoir d’observation dont l’eau a été enlevée pour raison de maintenance, avec l’aimable autorisation de l’Observatoire de Kamioka, Institut de recherche sur les rayons cosmiques, Université de Tokyo. Sauf indication contraire, toutes les photos sont de Hashino Yukinori, Nippon.com.)
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