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Reportages

Chasser la matière noire

Par Marine Corniou - 16/11/2017
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À l’intérieur de l’un des laboratoires les plus profonds du monde, dans une mine de l’Ontario, des physiciens traquent des entités insaisissables: des particules de matière noire. Bien qu’elle représente 25% du contenu de l’Univers, on en ignore encore tout. Comment attrape-t-on l’invisible?  

La situation a quelque chose d’ironique. Pour percer les secrets de l’Univers, les physiciens et techniciens du SNOLAB descendent chaque jour 2 km sous terre, loin, très loin du ciel et de ses étoiles. En ce matin pluvieux de juin, je m’apprête à plonger avec eux dans les entrailles de la mine Creighton, à Sudbury, à 400 km au nord de Toronto, où est enfoui ce laboratoire qui est l’un des plus profonds du monde.

Vêtus de combinaisons jaunes ou orange réfléchissantes, de bottes de sécurité et de casques, nous attendons l’heure du départ au côté des mineurs de la compagnie Vale, qui extraient du nickel de cette mine toujours en activité. À 7 h 15 précisément, la porte de l’ascenseur – ou plutôt de la « cage », comme on l’appelle – s’ouvre dans un fracas métallique.

Nous sommes une vingtaine, mineurs, scientifiques – et journaliste – à nous y entasser, épaule contre épaule. La cage brinquebale et descend à toute allure, faisant défiler les parois rocheuses sous nos yeux. On dévale à 40 km/h, passant en trombe devant plusieurs galeries éclairées, creusées dans le roc. La mine est immense : exploitée depuis plus de 100 ans, elle atteint 2 400 m de profondeur – 14 fois la tour du Stade olympique. J’ai beau le savoir, la descente est impressionnante. Je déglutis frénétiquement pour me déboucher les oreilles, tout en essayant de ne pas penser à l’épaisse couche de roc qui me sépare de la surface.

C’est justement ce bouclier rocheux qui a conduit les chercheurs, en 1990, à construire le Sudbury Neutrino Observatory (SNO), un détecteur de neutrinos, dans cet endroit improbable. Ces particules sont de véritables « fantômes ». Pour les repérer, il faut se protéger des rayons cosmiques, venus de l’espace, qui bombardent la Terre en permanence et saturent les détecteurs. La roche joue ici ce rôle de rempart, ou de filtre : elle laisse passer les neutrinos, mais pas le brouhaha des rayons cosmiques. Voilà qui a permis au physicien canadien Arthur McDonald d’observer ces particules en paix et de décrocher un prix Nobel en 2015. Entre-temps, le SNO a été agrandi et transformé en SNOLAB qui a débuté ses activités en 2012. Plus de 500 chercheurs d’une quinzaine de pays y travaillent, à l’occasion ou de façon permanente.

Ils y guettent encore les neutrinos, mais c’est une autre quête qui obsède leur esprit : celle de la matière sombre, ou matière noire. Composée de particules inconnues, celle-ci constituerait 25 % du contenu de l’Univers et se trouverait partout autour de nous, y compris au fond des mines. Mais elle reste, à ce jour, l’un des plus grands mystères du cosmos. « Par définition, on ne sait toujours pas ce que c’est. On ne sait pas ce qu’on cherche », résume Pierre Gorel, l’un des scientifiques qui m’accompagnent ce jour-là. Pendant sept ans, il est descendu presque chaque jour au SNOLAB pour construire le détecteur de matière noire DEAP-3600, entré en fonction fin 2016. C’est à cette machine dernier cri que je vais rendre visite, entre autres (de nombreuses expériences ont cours au SNOLAB).

>>> Lire la suite de ce reportage dans le numéro de décembre 2017.

Illustration: Alberto Seveso

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