Détection d’un excès d’antimatière qui pourrait trahir la nature de l’insaisissable matière noire

Installation de l'expérience AMS sur la Station Spatiale Internationale
Installation de l’expérience Alpha Magnetic Spectrometric (AMS) sur la Station Spatiale Internationale

Les premiers résultats de l’expérience AMS-02 pourraient lever un coin du voile sur la nature de l’énigmatique matière noire. Nouvelle avancée.

Traquée par les astrophysiciens depuis de nombreuses années, sa composition énigmatique lui vaut de passer à travers les mailles du filets des détecteurs, d’échapper à toute observation hormis celles, indirectes, d’une présence devinée par les interactions gravitationnelles des amas de galaxies. Une matière si “exotique » que certains chercheurs ont parfois mis en doute son existence (mais ils sont assez rares). Nommée matière noire ou matière sombre (en anglais dark matter) car invisible et insaisissable, elle compte ― selon les récentes estimations de la mission Planck ― pour environ 26,8 % de la masse-énergie de notre Univers. C’est cinq fois plus que la matière dite ordinaire (matière baryonique) que nous observons et habille (des milliards de milliards d’étoiles, de planètes, poussières, gaz, des milliards de trous noirs, etc.) le cosmos dans toute son immensité !

Le 3 avril 2013, l’un des principaux chercheurs et porte-parole du projet AMS-02Samuel Ting (prix Nobel de Physique en 1976) a annoncé au CERN de Genève, les résultats sensationnels de cette expérience ambitieuse réunissant plus de 600 scientifiques issus de 56 instituts dans 16 pays différents. Une des plus grande expérience scientifique que la Terre ait jamais portée ! Ou plutôt l’espace … Car en effet, la suite de sept détecteurs de rayonnement haute-énergie (rayons cosmiques tels les protons et électrons) de 6,9 tonnes est installée à l’extérieur de la Station Spatiale Internationale (ISS) depuis 2011. AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) est une opération, certes couteuse, qui prodigue peut-être les premières preuves dans l’Histoire, de l’existence de particules “interagissant peu avec la matière”, les fameux WIMPs (Weakly Interactive Massive Particules) ― ce qui leur vaut le surnom de “mauviettes” ― prédit par les physiciens dans le cadre de la théorie de la supersymètrie.

Plus de 30 milliards de rayons cosmiques ont été passé au crible de ces détecteurs d’une sensibilité inégalée. Leurs vitesses, énergies et directions aussi ont été enregistrés. Dans cette masse de données collectées, environ 400 000 électrons et leurs “pendant” ou “jumeaux” d’antimatière, les positrons (charge opposée) furent interceptés (énergies entre 0,5 GeV et 350 GeV ; GeV = Giga électrons Volts).
Un probant excès de positons a été constaté ce que, par ailleurs, les précédentes expériences des satellites PAMELA et FERMI avaient relevé mais à moindre énergie. Pour l’expliquer, les chercheurs invoquent soit une production générée par un pulsar plus ou moins proche, soit une transformation par collision et annihilation de particules de l’hypothétique matière noire.

Dans les mois qui viennent, AMS va être capable de dire avec certitude si ces positrons sont un signal de la matière noire, ou s’ils ont une autre origine » commentait Samuel Ting. L’enjeu pour la recherche fondamentale est considérable !

Source : ESA.

Crédit photo : ESA.

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