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Reportages

Les candidats à la matière noire

Par Marine Corniou - 19/01/2018
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 Photo: SNOLAB, détecteur DEAP-3600

Si les WIMP sont les candidates les plus en vogue (voir notre reportage sur le sujet au SNOLAB), d’autres « particules » ont été envisagées pour pourvoir le poste vacant de la matière noire (et certaines sont encore en lice).

On a considéré pendant un temps que des objets massifs comme les étoiles à neutrons ou les naines brunes, des astres peu lumineux, puissent être faits de matière noire. Or, ces MACHO (pour massive astronomical compact halo objects) sont trop peu nombreux pour valider les calculs.

Plus récemment, on a pensé aux particules décrites par la théorie de la supersymétrie qui associe à chaque type de particule connu une particule « miroir ». L’une d’elles, le neutralino, posséderait les propriétés attendues de la matière noire. On espérait trouver ces particules supersymétriques au CERN, mais rien n’a été vu.
La piste des neutrinos n’est pas tout à fait abandonnée. Ils seraient des candidats parfaits s’ils pesaient plus lourd, et d’aucuns pensent qu’il existe des « neutrinos stériles », qu’on n’a pas encore attrapés, qui pourraient constituer la masse manquante du cosmos.

Autre candidat sérieux : l’axion, une particule dont l’existence a été postulée dans les années 1970 et qui serait apparue dans les premiers instants de l’Univers. Plusieurs expériences, comme ADMX à l’université de Washington ou CAST, au CERN, la recherchent activement.

On vous épargne ici la description des autres candidats, aux noms aussi exotiques que les théories qui les portent : le wimpzilla, les pépites de quartz, les branons, les particules de Kaluza-Klein, les majorons, etc.

 
Neutrinos
Les neutrinos sont des particules émises en nombre astronomique par les étoiles, les réacteurs nucléaires, mais aussi issues du big bang. Ils sont extrêmement légers – au moins un million de fois plus léger que l’électron – et voyagent quasiment à la vitesse de la lumière. On a d’abord cru qu’ils pouvaient constituer la matière noire, avant de constater que leur masse était trop faible.


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