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La matière noire a-t-elle été observée grâce à CDMS ?

ActualitéClassé sous :physique , matière noire , wimp

Le 18 décembre 2009, un certain article sera probablement publié sur arXiv mais il commence déjà à faire parler de lui dans la blogosphère des physiciens. On ignore encore son contenu réel si ce n'est que certains indices laissent penser qu'il pourrait annoncer la détection directe sur Terre de particules de matière noire.

Une vue du détecteur CDMS. Crédit : Université de Berkeley

La matière noire est aujourd'hui un sujet de discussion récurrent dans l'actualité scientifique. Si des preuves indirectes de son existence, très convaincantes, ont déjà été apportées, il est clair que la question ne sera vraiment tranchée que lorsqu'on en aura des preuves directes. Celles-ci pourraient provenir de la création de particules de matière noire au LHC ou de leur détection en laboratoire.

Les physiciens cherchent ainsi la matière expliquant l'origine des galaxies et la stabilité de leurs amas à l'aide de détecteurs qui sont le plus souvent enterrés. Ce n'est pas toujours le cas, comme le montre l'exemple de l'expérience CERN Axion Solar Telescope (CAST). Comme son nom l'indique, elle traque les axions que pourrait émettre le Soleil à l'aide d'un détecteur installé au Cern.

L'expérience Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) est, elle, enterrée à plusieurs centaines de mètres de profondeur dans la mine Soudan, située au Minnesota, aux Etats-Unis. Là, un dispositif constitué de plusieurs plaques de germanium et de silicium refroidies presque au zéro absolu, 40 mK pour être précis, traque les Wimps. Rappelons qu'il s'agit de l'acronyme de Weakly Interacting Massive ParticuleS, désignant des particules insensibles aux interactions nucléaires fortes et électromagnétique mais potentiellement à toutes les autres pourvu que leurs intensités ne dépassent pas celle de l'interaction faible.

Ces Wimps, dont certaines particules supersymétriques pourraient faire partie, pourraient signaler leur présence dans les détecteurs de CDMS en produisant des phonons ou en ionisant certains atomes. En mesurant les caractéristiques de ces phénomènes, on peut remonter à la nature des particules du rayonnement cosmique suffisamment pénétrantes pour atteindre les profondeurs de la mine et les identifier.

CDMS est un détecteur efficace et il fonctionne depuis déjà quelques années. On a donc pû poser grâce à lui des bornes au flux de particules de matière noire traversant peut-être la Terre et donc contraindre certaines théories expliquant la nature de la matière noire ou même en éliminer certaines.

Or, curieusement, des communications en séminaires des résultats de la dernière campagne d'observation ont été annulées ! On a même cru un temps que la collaboration CDMS avait soumis un article au journal Nature et qu'il y avait un embargo sur ce dernier jusqu'au 18 décembre 2009. Jusqu'à cette échéance, les chercheurs de CDMS ont dans ce genre de cas interdiction de parler publiquement des résultats obtenus. Ce genre de comportement est en général celui qui annonce une publication retentissante...mais pas toujours !

La prudence s'impose et d'ailleurs, l'un des blogs à l'origine de la rumeur, celui de Resonaances appartenant au physicien Adam Falkowski, s'est fait vertement rappeler à l'ordre par Nature. L'un des responsables de ce célèbre journal a en effet démenti fermement la publication, et donc l'embargo, d'un article de CDMS. Toujours est-il que plusieurs séminaires dont l'un au Cern ce 18 décembre sont bel et bien prévus par les membres de CDMS qui jusque-là retiennent les informations.

Certains commencent donc à se poser des questions....CDMS aurait-il fini par détecter des particules de matière noire ? A moins qu'au contraire l'absence de détection ne soit potentiellement en conflit avec le rôle qu'on lui fait jouer en cosmologie et en astrophysique ?

Ce ne sont pour le moment que des spéculations et il pourrait juste s'agir d'un coup de pub pour attirer l'attention sur une expérience qui pourrait voir son financement menacé en publiant, si ce n'est l'annonce d'une découverte, du moins celle d'une observation intriguante en faveur de l'existence des Wimps.

Prudence et scepticisme sont donc la meilleure attitude pour le moment mais il est certain qu'il faudra faire un tour sur le site de arXiv le 18 décembre... On pourrait avoir un cadeau de Noël en avance.

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