Matière noire : un nouvel indice pourrait nous rapprocher de sa découverte
Le 1er septembre, une étude présentée lors de la conférence TeV Particles Astrophysics au Japon et soumise à la revue Physical Review Letters par des chercheurs du LUX-ZEPLIN (LZ), l’un des plus grands détecteurs de matière noire au monde, a relancé les espoirs de la communauté scientifique. L’équipe internationale a détecté un événement isolé d’une nature inédite, survenu dans une zone du détecteur où les interférences connues sont statistiquement quasi nulles. Cet événement semble correspondre à l’impact d’une particule de matière noire.
Le LZ est situé à près de 1 600 mètres sous terre, dans une ancienne mine d’or du Dakota du Sud, au Sanford Underground Research Facility. Plus de 250 scientifiques et ingénieurs y travaillent dans un isolement extrême, protégeant le détecteur des rayons cosmiques et de la radioactivité naturelle qui pourraient altérer les mes. Ce cylindre géant contient dix tonnes de xénon liquide ultrapur, utilisé comme piège passif pour les WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), considérées comme les constituants les plus probables de la matière noire.
Entre mars 2023 et avril 2024, LZ a enregistré 220 jours d’observations. Les physiciens avaient précédemment analysé ces données en ciblant des interactions à faible énergie, sans succès. Cette fois, ils ont exploré une gamme d’énergie supérieure, correspondant à des particules plus massives et donc à des collisions plus violentes. C’est dans cette fenêtre qu’un atome de xénon a réagi comme s’il avait subi un choc, émettant le flash lumineux et le signal électrique caractéristiques d’une collision avec une particule de matière noire.
Rick Gaitskell, porte-parole de la collaboration LZ et professeur à l’Université Brown, a exprimé son intérêt pour cet événement : « Nous sommes très intrigués de voir cet événement dans les données, dans la région où l’on s’attend à ce que la matière noire se manifeste. » Cependant, il a également souligné qu’avec un seul événement, il est prématuré d’affirmer avoir observé de la matière noire.
La solidité statistique de cet événement est de 2,6 sigma, une me en physique des particules qui indique la probabilité qu’un résultat soit dû au hasard. Bien que cela soit suffisamment rare pour être noté, cela n’est pas suffisant pour revendiquer une découverte, le seuil requis étant de 5 sigma.
Aaron Manalaysay, physicien au Berkeley Lab, a qualifié cette potentielle collision d’opportunité rare. Il a déclaré : « C’est le premier exemple d’un événement aberrant qui semble valide sous tous les angles. » LZ, ayant commencé sa collecte de données en 2021, en est encore à ses débuts et continuera de récolter des données dans les mois à venir.
Si d’autres collisions similaires apparaissent dans les prochaines analyses, l’équipe pourrait disposer de suffisamment de données pour tirer des conclusions sur cette recherche de matière noire.
Source : Presse-citron
