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A la recherche de la matière noire, la France et l'Allemagne traquent ensemble les particules

Non loin de la mer du Nord, à Hambourg en Allemagne et au sud de l’Europe, plusieurs équipes internationales de chercheurs se sont mis sur la piste de la matière noire. Si chacune d’entre elle part dans une direction différente, toutes espèrent réussir à mettre le doigt sur la particule qui permettra d’expliquer des phénomènes cruciaux de notre Univers. Reportage.

"Regardez, entre vous et moi, là, on dirait qu’il n’y a rien, n’est-ce pas ? Et pourtant, il n’y a pas que du vide. Il y a des axions." Ces axions, le Pr Erika Garutti, spécialisée en physique expérimentale des particules à l’Université de Hambourg, ne les a jamais vus. Mais elle sait qu’ils sont là. Les axions dont elle parle sont des particules hypothétiques, de faible masse et supposément stables. S’ils existent vraiment, la masse des axions pourrait se trouver entre un microélectronvolt et un milliélectronvolt. En clair, ce serait la particule la plus légère jamais découverte. Et permettrait d’expliquer de nombreux phénomènes que nous comprenons encore mal dans l’Univers.

Tout ce qui entoure le Pr Erika Garutti, la table, les chaises, la moquette sous ses pieds, est composé de matière ordinaire. Des particules élémentaires (quarks et leptons) qui constituent les atomes de notre corps aux planètes dans le système solaire, il s’agit de matière ordinaire. Mais au moment de sa naissance, après le Big Bang il y a 13,8 milliards d’années, serait aussi apparue la matière noire. Cette dernière n’émet pas de lumière et n’en réfléchit pas non plus. Elle interagit peu avec la matière ordinaire et échappe pour l’instant à nos outils de détection. Mais elle expliquerait bon nombre d’observations du cosmos. En effet, dans les galaxies et les amas de galaxies, la matière visible ne suffit pas à rendre compte de la masse totale nécessaire pour expliquer les observations astrophysiques. Cette matière noire reste aujourd’hui hypothétique. On ne connait pas sa nature. Est-elle faite de particules très lourdes ou très légères ? La question reste ouverte. Pas besoin de partir aux confins de l’Univers pour chercher cette matière noire.

Bras croisés et regard déterminé, Erika Garutti compte y arriver grâce à MADMAX pour "Magnetized Disc and Mirror Axion Experiment". Ce projet a pour but de réussir à enfin mettre le doigt sur les axions. "Dans un champ magnétique statique, un axion dé[...]

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