{"id":5943,"date":"2023-02-27T15:13:36","date_gmt":"2023-02-27T15:13:36","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/guinee-equatoriale\/politique\/matiere-noire-dernieres-nouvelles-de-la-chasse-aux-axions-au-cern"},"modified":"2023-02-27T16:08:14","modified_gmt":"2023-02-27T16:08:14","slug":"matiere-noire-dernieres-nouvelles-de-la-chasse-aux-axions-au-cern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/guinee-equatoriale\/toutes-les-actualites\/matiere-noire-dernieres-nouvelles-de-la-chasse-aux-axions-au-cern","title":{"rendered":"Mati\u00e8re noire : derni\u00e8res nouvelles de la chasse aux axions au Cern"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – Guinee Equatoriale. <\/strong><\/span>Le Cern ne chasse pas les particules de matie\u0300re noire uniquement en faisant collisionner des faisceaux de protons produits par le LHC dans ses de\u0301tecteurs ge\u0301ants. Il dispose aussi d\u2019une sorte de te\u0301lescope permettant de traquer un type particulier de matie\u0300re noire que pourrait produire le Soleil ou qui pourrait se trouver dans le halo ou\u0300 baigne notre Galaxie. Un nouveau bilan de cette chasse avec ce que l\u2019on appelle des axions vient d\u2019e\u0302tre publie\u0301.<\/p>\n

Le mode\u0300le cosmologique standard expliquant la formation des galaxies et des grandes structures qui les rassemble, et plus encore le rayonnement fossile du Big Bang, ne\u0301cessite encore largement, pour e\u0302tre compris, l\u2019existence de nouvelles particules encore jamais vues directement dans les laboratoires sur Terre.<\/p>\n

Il existe plusieurs the\u0301ories possibles au-dela\u0300 du mode\u0300le standard de la physique des particules connues qui contiennent naturellement des particules de matie\u0300re noire, particules qui n\u2019interagissent avec la matie\u0300re normale que par la force de gravitation essentiellement, et absolument pas, ou tre\u0300s peu, avec la lumie\u0300re. On a pense\u0301 un temps que les neutrinos connus pouvaient faire l\u2019affaire, car neutres justement et sensibles tout au plus a\u0300 la gravitation et a\u0300 la force nucle\u0301aire faible, mais ils sont tout a\u0300 la fois bien trop le\u0301gers et trop peu nombreux (bien plus que les photons du rayonnement fossile) pour jouer le ro\u0302le attendu des particules de matie\u0300re noire.<\/p>\n

Les the\u0301oriciens avaient beaucoup d\u2019espoir avec les the\u0301ories dites supersyme\u0301triques qui contenaient des particules lourdes pouvant ide\u0301alement convenir. Les variantes les plus cre\u0301dibles de ces the\u0301ories ont malheureusement e\u0301te\u0301 en tre\u0300s grande partie re\u0301fute\u0301es par les expe\u0301riences mene\u0301es au Cern avec le LHC depuis une de\u0301cennie, sauf a\u0300 leur donner des caracte\u0301ristiques en masse et en capacite\u0301 a\u0300 interagir avec la matie\u0300re normale tre\u0300s particulie\u0300re, dans un recoin de l\u2019espace des parame\u0300tres possibles attribuables aux particules de ces the\u0301ories.<\/p>\n

Apre\u0300s les the\u0301ories supersyme\u0301triques, les the\u0301oriciens envisageaient en second lieu des particules tre\u0300s le\u0301ge\u0300res et moins exotiques que l\u2019on appelle des axions. Ces particules doivent notamment e\u0302tre produites en grand nombre aussi bien par la fournaise du Big Bang que par celle du c\u0153ur du Soleil, et c\u2019est pour cette raison que le Cern conduit de recherches depuis des anne\u0301es avec Cast (te\u0301lescope pour les axions solaires du Cern).<\/p>\n

Des particules converties en rayons X dans des champs magne\u0301tiques<\/b><\/p>\n

L\u2019instrument contient des aimants supraconducteurs refroidis a\u0300 basses tempe\u0301ratures pour produire un puissant champ magne\u0301tique. La the\u0301orie des axions pre\u0301dit que, dans un tel champ, une partie des axions peut se convertir en rayons X (le processus inverse est aussi possible) selon une variante de ce qui est connu en physique nucle\u0301aire avec les me\u0301sons pi, les pions, sous le nom d\u2019effet Primakoff.<\/p>\n

La\u0300 aussi, la masse des axions et leur probabilite\u0301 de se convertir en photons X dans un champ magne\u0301tique sont inconnues et il faut donc explorer me\u0301thodiquement l\u2019espace de ces parame\u0300tres pour en exclure certaines re\u0301gions.<\/p>\n

Les membres de la collaboration s\u2019occupant de Cast ont joue\u0301 a\u0300 ce jeu en pointant leur instrument en direction du Soleil mais comme ils l\u2019expliquent dans un re\u0301cent article paru dans Nature Communications, ils ont pu modifier le te\u0301lescope a\u0300 axions pour chasser directement ceux du Big Bang qui doivent se trouver, s\u2019ils existent, dans un halo quasi sphe\u0301rique de matie\u0300re noire dans lequel baignerait la Voie lacte\u0301e.<\/p>\n

Un communique\u0301 du Cern explique ce que les physiciens ont fait : \u00ab Pour sa nouvelle e\u0301tude, l\u2019e\u0301quipe Cast a installe\u0301 un re\u0301sonateur, compose\u0301 de quatre cavite\u0301s, a\u0300 l\u2019inte\u0301rieur de l\u2019un des deux tubes de l\u2019aimant de l\u2019expe\u0301rience, pour constituer un de\u0301tecteur d\u2019axions qui cherche cette fois des axions dans le \u00ab halo \u00bb de matie\u0300re noire de la Voie lacte\u0301e ; ce haloscope a\u0300 axions a e\u0301te\u0301 nomme\u0301 Cast-Capp.<\/p>\n

Dans un fort champ magne\u0301tique, comme celui fourni par l\u2019aimant de l\u2019expe\u0301rience Cast, les axions devraient se transformer en photons. Un re\u0301sonateur de haloscope a\u0300 axions est en quelque sorte une radio que les chercheurs peuvent re\u0301gler afin de trouver la fre\u0301quence de ces photons issus d\u2019axions. Cependant, comme la fre\u0301quence du \u00ab poste de radio \u00bb des axions est inconnue, les scientifiques doivent balayer lentement une plage de fre\u0301quences pour tenter d\u2019identifier la fre\u0301quence du signal e\u0301mis par les axions \u00bb.<\/p>\n

Aucun signal pouvant trahir les axions n\u2019a e\u0301te\u0301 enregistre\u0301 dans la plage explore\u0301e pendant 4 124 heures, du 12 septembre 2019 au 21 juin 2021, avec des fre\u0301quences entre 4,774 et 5,434 GHz, ce qui correspond a\u0300 des axions dont la masse est comprise entre 19,74 et 22,47 microe\u0301lectronvolts. Rappelons que la masse d\u2019un proton est d\u2019environ un gigae\u0301lectronvolt.<\/p>\n

Si les axions existent, on en sait au moins un peu plus maintenant sur ce qu\u2019ils NE sont PAS, et la chasse va donc continuer.<\/p>\n

De la matie\u0300re noire pour re\u0301soudre une e\u0301nigme des forces nucle\u0301aires fortes<\/b><\/p>\n

Rappelons pour terminer quelques explications supple\u0301mentaires de\u0301ja\u0300 donne\u0301es par Futura au sujet de la the\u0301orie derrie\u0300re ces particules hypothe\u0301tiques et les raisons de leur introduction.<\/p>\n

Le mode\u0300le standard des particules e\u0301le\u0301mentaires pre\u0301dit une valeur tre\u0300s faible du moment e\u0301lectrique dipolaire de l\u2019e\u0301lectron (l\u2019e\u0301quivalent du moment magne\u0301tique d\u2019une barre aimante\u0301e avec deux po\u0302les magne\u0301tiques mais avec deux charges e\u0301lectriques oppose\u0301es), si menue qu\u2019elle n\u2019est pas encore a\u0300 la porte\u0301e des expe\u0301riences destine\u0301es a\u0300 la mesurer. Certaines the\u0301ories, au-dela\u0300 du mode\u0300le standard, pre\u0301disent en revanche une valeur plus importante, et c\u2019est pourquoi la que\u0302te de la mesure du moment e\u0301lectrique dipolaire de l\u2019e\u0301lectron est une voie de recherche possible pour de\u0301couvrir de la nouvelle physique.<\/p>\n

A\u0300 l\u2019inverse, le mode\u0300le standard, plus pre\u0301cise\u0301ment les e\u0301quations de la QCD, la the\u0301orie des forces nucle\u0301aires fortes, autorise une valeur tre\u0300s e\u0301leve\u0301e pour le moment dipolaire du neutron, en contradiction avec les expe\u0301riences qui ne lui en attribuent aucune. L\u2019explication la plus couramment admise aujourd\u2019hui fait de nouveau intervenir de la nouvelle physique.<\/p>\n

En 1977, Roberto Peccei et Helen Quinn ont e\u0301mis l\u2019hypothe\u0300se que le terme, dans les e\u0301quations du mode\u0300le standard, responsable de l\u2019apparition d\u2019un moment dipolaire pour le neutron, e\u0301tait e\u0301limine\u0301 par l\u2019existence d\u2019un nouveau champ scalaire (un cousin de celui du boson de Brout-Englert-Higgs) en facteur devant ce terme, car la valeur de ce champ apre\u0300s le Big Bang serait devenue nulle. Ce terme e\u0301tait aussi responsable de phe\u0301nome\u0300nes violant la syme\u0301trie CP dans le cadre de la chromodynamique quantique qui, la\u0300 non plus, n\u2019e\u0301taient pas observe\u0301s expe\u0301rimentalement. Comme ces deux pre\u0301dictions fausses du mode\u0300le standard \u00ab entachaient \u00bb celui-ci, le prix Nobel de physique Frank Wilczek a donne\u0301 le nom d\u2019axion a\u0300 la particule associe\u0301e au champ scalaire de Peccei et Quinn, en re\u0301fe\u0301rence a\u0300 une marque de lessive.<\/p>\n

Pour plus d’informations et d’analyses sur la Guinee Equatoriale<\/a>, suivez Africa-Press<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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