Sciences

Bientôt de la matière noire fabriquée en laboratoire

ActualitéClassé sous :physique , matière noire , masse cachée

Selon un « pré-papier » qui vient d'être publié par le bulletin High Energy Physics - Experiment, des chercheurs du Laboratoire DESY en Allemagne affirment qu'ils seront capables avant la fin de l'année de créer de la matière noire artificielle. Et ainsi de capturer un « axion », particule jusqu'ici hypothétique et candidate privilégiée par les physiciens pour expliquer l'existence de la matière noire.

La galaxie NGC 3198, abondamment étudiée, pourrait être composée en majorité de matière noire dont les axions sont considérés à ce jour comme les particules constitutives les plus probables.

La matière noire constitue l'une des grandes énigmes scientifiques. Son existence est démontrée sur le papier grâce à un calcul à partir de données cinématiques parfaitement connues, comme la vitesse de rotation des galaxies : l'univers dissimulerait environ 90% de sa masse totale ! La partie cachée serait disposée autour des galaxies baignant dans un halo sphérique, pour l'instant invisible de nos instruments. D'où le nom de matière noire pour cette « masse manquante» qui intrigue depuis plus d'un demi-siècle.

De quoi est faite la matière noire ? Nous n'en savons pas grand-chose, car jusqu'ici elle n'a pas pu être observée. Les objets sensés la composer n'émettent ni n'absorbent aucun rayonnement. N'ayant pas été détectés gravitationnellement, on en déduit qu'ils ne sont pas ou très peu massifs. Alors, baryons ? Monopôles magnétiques ? Cordes cosmiques ?...

Des axions capables de traverser les murs

Selon Andreas Ringwald et son équipe du laboratoire DESY (Deutsches Electronen-Synchrotron) à Hambourg, comme pour la majorité des scientifiques, ce pourrait être des axions, pour lesquels est en train de se préparer une expérience avec un laser à électrons libres (1). Particule hypothétique neutre et de très faible masse, l'axion serait produit au cœur du soleil par l'action des photons thermiques diffusant à partir des protons et des électrons.

La « manip » qui va être mettre mise en place ne nous est pas totalement inconnue : Futura Sciences a pu, en avril dernier, relater l'expérience italienne PVLAS (Probing vacuum with polarized light) qui a été menée au laboratoire INFN (Istituto Nazionale di Fisca Nucleare) de Legnaro, près de Padoue en Vénétie. Principe : la polarisation d'un faisceau lumineux à travers le vide peut être modifiée par un champ magnétique. Selon les Italiens, un tel phénomène de déviation de la lumière par le vide pourrait s'expliquer par l'interaction des photons avec un axion.

Les physiciens allemands vont donc pointer un laser dans le vide, lui faire traverser un premier champ magnétique puis le projeter sur un mur. Une fraction des photons, en vertu des résultats italiens, devrait se transformer en axions sous l'effet du champ, et traverser le mur du fait de leur très faible interaction avec la matière. Un second champ magnétique de l'autre côté du mur transformera à son tour une part de ces nouvelles particules en restituant des photons.

A défaut de pouvoir l'observer à l'état naturel, les chercheurs vont donc essayer de fabriquer de toute pièce de la matière noire en laboratoire. « Si nous produisons effectivement des axions fin 2006 », a conclu Andreas Ringwald, « nous lancerons une deuxième expérience mi-2007 pour étudier en profondeur leurs caractéristiques. »

(1) High Energy Physics - Experiment, abstract - hep-ex/0606058, "Production and Detection of Axion-Like Particles at the VUV-FEL: Letter of Intent". Ulrich Koetz, Andreas Ringwald et Thomas Tschentscher (DESY).

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi