Les scientifiques du Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) ont présenté environ 1,5 ans de données d’observation, calculant de nouvelles limites sur la durée de vie des particules lourdes de matière noire dont la masse est comprise entre 105 et 109 giga-électron-volts.
L’étude, intitulée « Contraintes sur la matière noire en décomposition lourde à partir de 570 jours d’observations LHAASO », a récemment été publiée dans Lettres de révision de physique.
Le modèle gravitationnel de la Voie lactée montre qu’il existe une très forte densité de matière noire au centre galactique, et les rayons gamma produits par la désintégration de cette matière noire rayonneront du centre galactique vers l’environnement pendant des centaines d’années-lumière ou même des milliers d’années-lumière. Cependant, pendant longtemps, l’observation des rayons gamma de très haute énergie produits par la matière noire lourde a été compliquée par la présence d’autres rayonnements de fond.
Grâce à sa sensibilité de détection sans précédent aux rayons gamma à ultra-haute énergie (> 100 TeV), LHAASO a le potentiel tout à fait unique d’observer les rayons gamma se désintégrant à partir de la matière noire lourde. LHAASO peut éliminer les événements de fond de près de six ordres de grandeur au-dessus de 100 TeV, ce qui réduit considérablement les interférences de fond et améliore la capacité de capter les rayons gamma.
En utilisant les données du sous-réseau KM2A de LHAASO, les scientifiques ont mesuré l’intensité des rayons gamma à ultra-haute énergie au-delà du plan galactique et placent l’une des limites les plus fortes à ce jour pour la durée de vie de la matière noire lourde. La limite est près de 10 fois supérieure aux résultats précédents. Cette étude montre que la matière noire de masse PeV a une durée de vie d’au moins environ un milliard de billions d’années (1021 ans).
Les observations de rayons gamma du LHAASO sont très complémentaires d’autres expériences de recherche de matière noire (telles que les expériences d’observation de neutrinos). Comme le réseau complet LHAASO fonctionne de manière stable et accumule progressivement des données, cette limite sera encore augmentée.
Plus d’information:
Zhen Cao et al, Contraintes sur la matière noire en décomposition lourde à partir de 570 jours d’observations LHAASO, Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.129.261103