La manne de données sur la matière noire

L'univers est rempli de mystérieuses choses invisibles qui refusent d'interagir avec la lumière. Il ne réfléchit pas, n'émet pas et n'absorbe pas la lumière. Mais les astronomes savent qu'il est là en raison de son effet gravitationnel sur la substance visible. Ils l'appellent matière noire.

Mais il y a un problème. Si la matière noire existe (et sur ce blog, nous avons examiné un certain nombre d'idées alternatives), il devrait y en avoir beaucoup. Les astronomes estiment que 83 % de la masse de l'univers devrait prendre cette forme. Le reste, à peine 17%, est visible.

Alors, où sont tous ces trucs ? Il devrait imprégner le système solaire, la Terre et notre environnement. Et pourtant, lorsque les physiciens le recherchent, ils trouvent zip.

Au moins, la plupart des physiciens ne trouvent rien. Depuis quelques années, un groupe de scientifiques crie sur les toits qu'ils peuvent voir la matière noire.

Ces types ont placé un gros morceau de sel au fond d'une mine en Italie. Ce morceau est un cristal de 250 kg d'iodure de sodium dopé au thallium. L'idée est qu'une collision entre une particule exotique et un noyau dans le cristal générerait un photon qui pourrait être capté par des détecteurs de lumière sensibles à proximité.

Cette expérience s'appelle DAMA/LIBRA et ses résultats sont controversés. Alors que les particules de matière noire peuvent certainement générer des photons dans le cristal, tout autre type de particule peut également générer de la lumière. Ainsi, l'expérience capte également le rayonnement cosmique, les neutrons thermiques et la radioactivité de fond. Cela rend les résultats extrêmement bruyants.

Il existe cependant un moyen de séparer le signal de matière noire de tout ce bruit de fond. Lorsque le Soleil se déplace à travers la galaxie, il doit également se déplacer à travers une mer de matière noire. Et à mesure que la Terre se déplace autour du Soleil, elle s'enfoncera plus rapidement dans la mer de matière noire à certains moments de l'année et plus lentement à d'autres moments.

Ainsi, le signal de matière noire devrait avoir une modulation annuelle.

C'est exactement ce que les gens de DAMA/LIBRA disent qu'ils peuvent voir. Le signal de matière noire culmine en mai, puis diminue. Et ce n'est pas un faible signal provisoire - les gens de DAMA/LIBRA disent que les preuves statistiques sont si claires qu'il n'y a presque aucune possibilité qu'ils se trompent.

Mais la plupart des astrophysiciens ont ignoré et même ridiculisé le résultat DAMA/LIBRA. La raison en est qu'il existe de nombreux autres détecteurs de matière noire au fond d'autres mines dans le monde qui ne voient rien. Beaucoup d'entre eux sont considérés comme plus fiables car ils filtrent le bruit de fond du rayonnement cosmique et ainsi de suite.

Ils ne devraient voir que la matière noire. Mais ils ne le font pas.

Ou du moins ils ne l'ont pas fait. Il y a quelques semaines, une équipe avec un détecteur appelé CoGenT au fond d'une mine dans le Minnesota a annoncé qu'elle avait rassemblé des preuves très similaires à l'expérience DAMA/LIBRA. Leur preuve de matière noire n'est pas aussi forte statistiquement, mais elle est modulée exactement de la même manière, culminant fin avril ou début mai.

Aujourd'hui, Dan Hooper du Fermi National Accelerator Laboratory et Chris Kelso de l'Université de Chicago examinent les données de CoGenT et DAMA/LIBRA et déclarent qu'elles sont compatibles les unes avec les autres. Si la vraie phase culmine début mai, cela représenterait une modulation cohérente avec celle rapportée par la collaboration DAMA/LIBRA, disent-ils.

C'est tout à fait une déclaration étant donné le scepticisme que de nombreux chercheurs ont montré envers l'équipe DAMA/LIBRA.

Mais les preuves ne s'arrêtent pas là. Hooper et Kelso disent également que le type de matière noire que ces résultats impliquent est cohérent avec d'autres preuves indirectes de matière noire que d'autres expériences ont vues. Des choses comme le spectre des rayons gamma observés par le télescope spatial Fermi Gamma Ray et la brume vue par le vaisseau spatial WMAP, qui seraient générés par des électrons près du centre de la galaxie émettant des photons.

Et il y a plus a venir. Hooper et Kelso disent qu'une autre expérience est sur le point de publier des résultats détaillés qui étayent les affirmations DAMA/LIBRA-CoGenT. La collaboration CRESST a signalé l'observation d'un excès d'événements à peu près cohérent avec celui anticipé à partir d'une particule de matière noire de type CoGeNT.

Ainsi, le monde de la recherche sur la matière noire a été bouleversé en quelques mois seulement. Après des années de rapports négatifs, nous avons soudainement une avalanche de rapports positifs.

Cela en fait un sujet intéressant non seulement pour les physiciens mais aussi pour les psychologues qui étudient la dynamique de groupe. Le processus par lequel les idées scientifiques deviennent des faits scientifiques a toujours été obscur et étrange.

Mais la vérité est qu'il est aussi sensible aux faiblesses humaines que tout autre domaine d'activité et donc tout aussi susceptible de connaître des modes et des changements soudains d'opinion. Il sera intéressant de voir ce que les historiens des sciences pensent de cet épisode.

Réf : http:// arxiv.org/abs/1106.1066 : Implications des nouveaux résultats de CoGenT pour la matière noire

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