3.11. Neutrinos solaires

Chaque synthèse de noyau d’hélium par les processus de réactions nucléaires dans le cœur du Soleil, chaînes pp et cycles CNO (cf. Intérieur solaire), s’accompagne de l’émission de neutrinos électroniques ve. Cette émission est liée à l’interaction nucléaire faible qui n’agit qu’à très faible distance (cf. Big Bang). C’est pourquoi la quasi-totalité des neutrinos solaires traversent toute l’étoile, l’espace interplanétaire, la Terre ainsi que la matière vivante avec une infime probabilité d’interaction avec les noyaux atomiques : la Terre dans son ensemble (surface incidente totale de 510 millions de km2 et masse de 6·1024 kg) est traversée par 3,3·1027 neutrinos solaires chaque seconde. De plus, sur 10 milliards de ces neutrinos qui traversent la Terre, on estime qu’en moyenne une seule interaction se produira avec un atome terrestre. Pour un corps humain, cette probabilité est donc, heureusement, quasi-nulle : l’ordre de grandeur est d’une seule interaction de neutrinos solaires par année pour l’ensemble des 7,6 milliards d’êtres humains.
Le flux de neutrinos quittant le Soleil est bien connu par l’étude des réactions nucléaires qui se produisent dans le cœur. Ces neutrinos partant de façon homogène et continue dans toutes les directions, le flux prévisible de neutrinos solaires arrivant sur Terre peut être calculé précisément. Il est au total de 64 milliards de ve par cm2 et par seconde. Les diverses réactions qui produisent les neutrinos solaires sont bien connues et chaque réaction donne une distribution spécifique en énergie, prédite par les modèles du cœur solaire et calculée pour les détecteurs terrestres ; ces distributions donnent la variation du flux de neutrinos reçus sur Terre par intervalle en énergie…