Un déphasage dans l’Univers primordial et les particules dites HYPER pourraient rendre la matière noire détectable dans de futures expériences. Les scientifiques affirment qu’il y a eu un seul changement brusque dans l’interaction entre la matière noire et la matière baryonique ou conventionnelle dans l’Univers primordial, ce qui a permis le « meilleur des deux mondes » : à la fois la bonne quantité de matière noire et une interaction précise avec la matière conventionnelle . Les particules HYPER, créées à partir de ce changement de phase, pourraient être détectées aujourd’hui.
Une équipe de chercheurs de l’Université du Michigan, aux États-Unis, et de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence, en Allemagne, a mis au point un nouveau modèle de matière noire qui promet de préciser sa détection par de nouvelles expériences, comme l’établit un article scientifique récemment publié dans la revue Physical Review Letters. Jusqu’à présent, et bien qu’elle constitue 85% de la matière de l’Univers, la matière noire est restée cachée aux yeux de la science.
La fin du mystère ?
La matière noire il reste un mystère et ne peut être détecté car il ne semble pas interagir avec la lumière, comme le fait la matière « normale » ou baryonique, celle qui compose les étoiles, les planètes et notre propre corps. Actuellement, la seule façon de déduire la matière noire est son interaction avec la gravité : son influence gravitationnelle serait ce qui empêcherait les galaxies de se déchirer. comme ils tournent et se déplacent dans le cosmos.
Mais bien que son existence ne soit pas mise en doute par la plupart des spécialistes, puisque le mouvement des galaxies ne pourrait s’expliquer autrement, jusqu’à présent, il n’a jamais été possible de détecter la matière noire dans une expérience. Maintenant, le nouveau modèle développé par Robert McGehee, Aaron Pierce et Gilly Elor suggère que la matière noire pourrait être composée de ce que ses auteurs appellent Reliques de particules hautement interactives, ou HYPER.
Selon un communiqué de presse, après la formation de la matière noire dans l’Univers primordial, la force avec laquelle elle interagissait avec la matière baryonique aurait augmenté brusquement et en un seul changement de phase. En conséquence, la matière noire serait actuellement détectable grâce à l’identification du HYPER particulesqui sont le résultat de cette variation soudaine de la force de l’interaction entre les deux types de matière.
Carte 3D illustrant la distribution à grande échelle de la matière noire, reconstruite à partir de mesures de lentilles gravitationnelles à l’aide du télescope spatial Hubble. Crédit : Laboratoire national Lawrence Livermore.
Le meilleur des deux mondes
De plus, cela expliquerait pourquoi la matière noire est si abondante dans le cosmos : le changement de phase au début de l’Univers aurait généré un scénario parfait, que les chercheurs définissent comme « Le meilleur des deux mondes ». La phrase suggère l’existence, dans ce passé lointain, de la bonne quantité de matière noire qui a permis de dessiner le cosmos actuel et une grande interaction avec la matière conventionnelle, qui permettrait de le détecter aujourd’hui en suivant les « empreintes » de ces interactions, qui sont les particules HYPER.
Tenant compte du fait que la matière noire semble actuellement avoir des interactions beaucoup plus faibles avec la matière « normale », le modèle développé par les scientifiques faciliterait sa détection en identifiant des particules HYPER dans de futures expériences. Selon un Article publié sur Space.com, la recherche actuelle sur la matière noire a tendance à négliger l’idée de transitions de phase ou changements d’un état physique à un autrequi sont courantes dans la matière conventionnelle, comme dans le passage du solide au liquide.
Au contraire, le modèle HYPER est basé précisément sur une transition de phase, qui se serait produite dans l’Univers primordial en modifiant la manière dont la matière noire et la matière ordinaire interagissent. Les scientifiques pensent que ce changement d’état pourrait signifier que le matière noire ce serait vraiment détectable dans l’univers actuel.
Référence
Optimisation de la détection directe avec la matière noire relique de particules hautement interactive. Gilly Elor, Robert McGehee et Aaron Pierce. Lettres d’examen physique (2023). EST CE QUE JE:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.031803