Sur cette image provenant d'une des meilleures simulations de la formation des grandes structures de l'univers, des filaments de matière noire contenant des superamas de galaxies apparaissent clairement. On note aussi la présence de grands vides que l'on appelle parfois des vides cosmiques (cosmic voids en anglais). © Max Planck Institute for Astrophysics, Millennium Simulation Project

Sciences

Wimp

DéfinitionClassé sous :wimps , matière noire , physique des particupes

Les wimps sont des particules subatomiques neutres, particulièrement massives et interagissant faiblement avec la matière. Leur existence est supposée par les chercheurs. Wimp, qui signifie en anglais « mauviette », est l'acronyme de Weakly Interacting Massive Particule. Les wimps sont un des candidats pour expliquer la nature de la matière noire, un des piliers du modèle cosmologique standard.

Les théoriciens les opposent souvent aux « Machos », pour Massive Compact Halo Objects, qui serait des naines brunes ou des astres compacts comme les trous noirs stellaires ou primordiaux, les vieilles étoiles à neutrons ou les naines blanches, lesquels pourraient aussi expliquer en partie la nature de la matière noire.

Il existe de nombreux modèles théoriques possibles, faisant intervenir une nouvelle physique au-delà du modèle standard, pour expliquer la présence de wimps dans l'univers. Ces particules massives nécessitant des énergies élevées pour leur production, seraient des reliques des énergies du Big Bang.

Une vue du détecteur de rayons cosmiques AMS à bord de l’ISS. Il traque des signes indirects de l’existence des wimps. © Nasa

À la recherche des wimps

Parmi les théories prédisant naturellement l'existence des wimps et qui leur font jouer tout aussi naturellement le rôle de particules de matière noire, la supersymétrie se distingue nettement avec une particule que l'on appelle le neutralino. Sa masse serait comprise entre 100 et 1.000 fois celle du proton environ, et outre la gravité, elle pourrait interagir avec les autres particules via la force nucléaire faible, mais pas la force nucléaire forte. D'autres wimps possibles, en plus de l'interaction gravitationnelle qu'elles exercent toutes, interagiraient plutôt au moyen de nouvelles forces mais dont l'intensité serait comparable à celle de la force nucléaire faible.

On a cherché directement les wimps dans les collisions en accélérateur, comme celui du LHC, dans des détecteurs enterrés tels que Xenon, CDMS et Lux mais aussi indirectement dans les rayons cosmiques. Certains modèles de wimps autorisent en effet leur désintégration, par exemple via des collisions, qui donneraient des excès de rayons gamma ou de particules d'antimatière dans les flux mesurés dans le domaine des astroparticules par des détecteurs comme AMS ou Hess. Ces recherches n'ont rien donné pour le moment.

Cela vous intéressera aussi

Interview : quelles particules composent la matière noire ?  Selon les calculs et les observations, il existerait dans l'espace une grande quantité de matière invisible. Cette masse mystérieuse, baptisée matière noire, est encore aujourd'hui une énigme à laquelle se frottent de nombreux chercheurs. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Richard Taillet, chercheur au LAPTH, afin qu'il nous en dise plus sur cette matière noire. 

À voir aussi :