La matière noire est l'une des grandes énigmes de l'astrophysique. Si les particules qui la constituent existent bien, elles devraient nous permettre de comprendre l'origine des galaxies. Mais leur nature reste un mystère. Stefano Panebianco, ingénieur de recherche au CEA, nous explique cette question très ouverte.
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Stefano Panebianco, ingénieur de recherche au CEA, nous parle de l'énigme de la matière noire, que certains préfèrent appeler la matière sombre puisque c'est la traduction la plus correcte de l'expression anglaise dark matter.
La théorie de la nucléosynthèse primordiale nous enseigne qu'il existe dans l'univers observable une certaine quantité de matière baryonique, celle que nous connaissons autour de nous. Elle est très majoritairement constituée d'atomes et de noyaux d'hydrogène et d'héliumhélium. Or, comme l'a démontré pour la première fois l'astrophysicienne Vera Rubin, les étoilesétoiles tournent trop vite autour du centre des galaxiesgalaxies. Tout se passe comme si les forces de gravitationforces de gravitation responsables de leur mouvementmouvement provenaient de distributions de matière plus importantes que celle que l'on voit. Cette matière visible est celle des étoiles, à laquelle on sait ajouter une part non lumineuse, dont la quantité a été évaluée en se basant sur la théorie de la nucléosynthèse.
Des particules décrites par une nouvelle physique
Certains se refusent à modifier les lois de la gravitation et de la mécanique newtoniennemécanique newtonienne, comme les partisans de la théorie Mond. L'alternative est de postuler l'existence d'une nouvelle forme de matière qui n'émet pas de rayonnement, une matière noire donc.
Parmi les très nombreuses théories proposées, la plus étudiée et la plus souvent utilisée par les cosmologistes et les astrophysiciensastrophysiciens est celle de la supersymétriesupersymétrie. Elle requiert l'existence de nouvelles particules : les partenaires supersymétriques des particules du modèle standardmodèle standard. Les physiciensphysiciens cherchent à les fabriquer dans des accélérateurs comme le LHCLHC ou encore à les observer indirectement dans le cosmoscosmos avec des satellites comme Fermi ou des expériences comme AMS. Des tentatives de détection directe ont également lieu au sol avec des expériences comme XénonXénon. Toutes ces recherches sont pour le moment sans succès.
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