En 2011, dans la salle de contrôle d'AMS-02 au Cern, de gauche à droite : Samuel Ting, Charles F. Bolden (directeur général de la Nasa), et Rolf-Dieter Heuer (directeur du Cern). © Cern

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AMS-02 confirme l'anomalie des positrons cosmiques

ActualitéClassé sous :physique , Astronomie , matière noire

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Le prix Nobel Samuel Ting vient de révéler lors d'une conférence au Cern retransmise en direct sur la Toile qu'AMS-02, le « Hubble des rayons cosmiques », confirmait l'existence d'une anomalie dans le flux de positrons cosmiques frappant la Terre depuis l'espace. Il pourrait s'agir d'une trace indirecte de l'existence de la matière noire. Futura-Sciences reviendra plus en détail sur ces questions prochainement.

Après la publication des données de Planck, toujours très favorables à l'hypothèse de l'existence de la matière noire, nombreux étaient ceux qui attendaient les résultats de la chasse à ces particules avec le détecteur Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02). Il s'agit d'une sorte de « télescope Hubble des rayons cosmiques » installé sur la Station spatiale internationale (ISS), capable de détecter et de mesurer avec précision des flux de rayons cosmiques, notamment d'antimatière, dans l'espace.

AMS-02 mesure ces flux de particules avant qu'elles n'entrent en collision avec les noyaux de la haute atmosphère pour produire des gerbes de particules secondaires, étudiées au sol par des détecteurs comme Auger.

Une vue d'AMS-02 fixé sur la Station spatiale internationale. Sa consommation en électricité, pour produire le champ magnétique nécessaire à l'identification et à la mesure des particules dans les rayons cosmiques, nécessite l’utilisation des panneaux solaires de l'ISS. © Nasa

Une signature incertaine de la matière noire

Il y a quelques années déjà, les satellites Pamela et Fermi semblaient montrer qu'à certains niveaux d'énergies, on trouvait plus de positrons (les particules d'antimatières correspondant aux électrons) qu'il ne devrait y en avoir dans les rayons cosmiques, du fait de certains processus astrophysiques. Si ces anomalies venaient à être confirmées, elles pourraient s'expliquer par la désintégration, notamment lors d'annihilations mutuelles, de particules de matière noire dans la Voie lactée. Certains modèles de matière noire prévoient en effet ce mode de production de positrons. Malheureusement, on pourrait aussi expliquer ce flux anormalement élevé par la présence d'une population de pulsars non encore détectée dans la Galaxie.


Le détecteur AMS-02, de sa conception à sa mise en place sur l'ISS. © www.widlab.com, Studio Famiglietti, Vimeo, 2012

Le prix Nobel de physique Samuel Ting vient en tout cas de confirmer que ces anomalies étaient réelles et provenaient de toutes les régions de la voûte céleste. Cette affirmation résulte de l'analyse des mesures réalisées pendant environ un an et demi par AMS-02. Elles concernent 25 milliards d'événements enregistrés, contenant environ 400.000 positrons, avec des énergies comprises entre 0,5 GeV et 350 GeV.

On ne peut pas encore en déduire qu'il s'agit bien d'une preuve de l'existence de la matière noire. Mais vu l'excellent comportement du détecteur, on peut espérer que cette confirmation arrive dans les années à venir, voire dans quelques mois seulement, d'après Ting. Futura-Sciences se penche de façon plus approfondie sur toutes ces questions dans un article avec Richard Taillet et Aurélien Barrau.

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