Contribution des neutrinos à la masse volumique de l'univers

[invité576543]

Bonsoir/Bonjour (selon le lieu),

J'ai trouvé une indication de la répartition de la masse volumique moyenne de l'univers selon les derniers modèles, indiquant en mp/m3 (masse de proton par mètre cube), entre autres 0,0003 pour les photons du CMB, 0,3 pour la matière ordinaire, etc. Aucune indication n'est donnée sur la contribution des neutrinos, mais je suis étonné qu'elle ne soit pas supérieure à celle du CMB. En cherchant à droite à gauche, je ne trouve rien de bien stable. J'en tire les idées suivantes, quelqu'un peut-il les commenter?

- il y a beaucoup de neutrinos, en particulier reliques à l'instar du CMB; (j'ai trouvé un chiffre de 10 millions par mètre cube)

- leur énergie diminue avec le temps, cause expansion, et la contribution énergétique des neutrinos reliques est aujourd'hui faible (?)

- leur contribution pourrait être importante s'ils ont une masse suffisante (la masse n'est pas affectée par l'expansion), mais on ne connaît pas leur masse

- la contribution, calculable par l'énergie, des neutrinos créés par les étoiles suffisamment récemment (!) pour que leur énergie soit "intacte", est négligeable.

Conclusion: la contribution des neutrinos n'est pas connue parcequ'on ne connaît pas leur masse, même si on a des bons modèles de leur nombre et énergie lors de leur création.

Qu'ai-je manqué? Que dois-je lire pour m'éclairer sur le sujet?
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[Gilgamesh]

http://www.ens-lyon.fr/DSM/magistere.../2000/gmejean/

2.2. Les candidats non baryoniques

On a tout d'abord envisagé le cas des neutrinos.
Dans le modèle standard de la physique des particules, la masse du neutrino est nulle ce qui est ennuyeux pour un candidat massique. Cependant, les expériences américano-japonaises de SUPER-KAMIOKANDE tendraient à prouver qu'il existe une différence de masse entre les différents neutrinos électroniques muoniques et tauoïques (cf. tableau partie 3).

Toutefois, leur contribution à la masse de l'univers ne permet pas d'expliquer totalement la masse manquante. En effet, leur nombre est lui aussi limité par les modèles de nucléosynthèse au moment du Big-Bang. De plus, si leur masse existe, elle reste très faible (pour m(nu_tau), elle est inférieure à 50 MeV).

La supernova 1987 A, dans le nuage de Magellan a elle aussi permis d'accéder à une borne supérieure de la masse du neutrino électronique. Deux heures avant l'observation de l'explosion de la supernova (arrivée de la bouffée de photons sur la Terre), des neutrinos électroniques ont été détectés. L'arrivée de ces neutrinos, (susceptibles d'être massiques) avant les photons (de masse nulle) peut surprendre. Ce phénomène peut s'expliquer par les comportements différents de ces deux particules avec la matière baryonique. Contrairement aux photons qui vont être absorbés, réémis et diffusés de multiples fois pendant la traversée de la matière de la supernova, les neutrinos, interagissant si peu avec cette matière baryonique (soumis uniquement à l'interaction faible car la gravitation est négligée), peuvent se propager à travers elle sans la voir. Ainsi la contribution des neutrinos à la densité ne peut excéder 15%...

Ici : tableau de répartition des masse

http://minilien.com/?ey7cQehYcu

Comme tu vois, pour le neutrino, la fourchette est large : de 0,003 à 0,15... Le plus souvent, j'ai plutôt vu la fourchette basse. Les neutrino représenteraient un peu moins que la masse des étoiles.

Pour des données up to date sur la masse du neurino (si tu peux ouvrir du postscript) c'est là :
http://www-pdg.lbl.gov/2005/listings..._listings.html

Neutrino
- électronique ~ 3eV
- muonique ~ 190 keV
- taunique ~ 18,2 MeV