L'énigme de la
Matière noire

Neutrinos

Qu’est-ce que la matière noire ? Si elle est bien sous forme de particules, commençons par le plus simple : est-ce que l’une des particules du modèle standard de la physique des particules peut remplir ce rôle ?

Les qualités nécessaires sont :

  • particule électriquement neutre,
  • particule interagissant extrêmement peu avec la matière ordinaire et la lumière.

Le neutrino a exactement ces qualités ! Il n’est sensible qu’à l’interaction faible et à la gravitation. Mais il est trop léger. Même si les neutrinos sont incroyablement nombreux, ils ne peuvent rendre compte de toute la matière noire.

La piste des neutrinos reste ouverte néanmoins, mais avec des neutrinos non-standards,  d’une autre famille que les trois types de neutrinos qui existent dans la liste des particules élémentaires détectées. L’avantage de ce candidat est qu’il est invoqué pour expliquer d’autres anomalies. Par exemple, le flux de neutrinos produit par les centrales nucléaires semble anormal, inférieur aux prédictions théoriques. Coté cosmologie, le rayonnement fossile doit voir des traces de l’interaction entre la matière et les neutrinos,  stérile ou pas. S’il n’est pas nécessaire de faire appel à des neutrinos autres que les connus pour expliquer les observations très détaillées du satellite Planck, cette hypothèse n’est pas totalement exclue. Les candidats de matière noire tels que les WIMPS (très massifs), ou les axions (très peu massifs) n’étant pas encore débusqués, il y a de la place pour d’autres types de candidats (de masse intermédiaire) et ce pourraient être ces neutrinos stériles.

Entrée du laboratoire souterrain de Modane. Pour se mettre à
l’abri des signaux parasites produits par le rayonnement cosmique,
certains détecteurs se terrent sous des centaines de mètres de roche. ©LSM

 

Si les neutrinos sont des particules aujourd’hui encore assez mystérieuses c’est, justement, parce qu’elles interagissent extrêmement peu avec la matière, donc avec les détecteurs ! Mais le mystère devrait s’éclaircir d’ici bientôt : d’ici une dizaine d’années, on espère sérieusement mesurer les propriétés des neutrinos déjà connus comme leur masse et avoir confirmé ou non la possibilité d’en trouver d’autres comme les neutrinos stériles.

On dit que les neutrinos oscillent : les trois espèces connues peuvent se métamorphoser entre elles. © Canopée

 

Plusieurs expériences sont conduites en ce moment dans le monde, dont une à Grenoble, pour tester l’hypothèse des neutrinos stériles. Après, s’ils existent, il faudra vérifier que leurs propriétés sont compatibles avec ce qu’on attend de la matière noire…

Configuration insuffisante

La configuration de votre materiel le permet pas d'afficher correctement ce webdocumentaire. Nous vous invitons à le consulter depuis un autre appareil.

Tournez votre téléphone/tablette

Tournez votre téléphone ou tablette

Passer la transition
Pour profiter pleinement de l'expérience, ajouter notre site à votre page d'accueil
0%