29.04.2013

Sur les traces de la matière noire

Début avril 2013, les chercheurs d’une collaboration internationale ont publié les premiers résultats de mesure obtenus à l’aide du nouveau Spectromètre magnétique Alpha (AMS-02) sur la Station spatiale internationale (ISS). Il s’agit du spectromètre à particules le plus précis et le plus sensible présent dans l’Univers. Il doit permettre aux chercheurs d’étudier l’origine de la matière noire et d’autres phénomènes physiques.

Le 19 mai 2011, l’appareil de mesure d’environ 8,5 tonnes AMS-02 a été mis en service à l’extérieur de l’ISS. Dans les 18 mois qui ont suivi, il a enregistré les traces d’environ 25 milliards de particules cosmiques. L’évaluation des premières données a révélé la présence de 6,4 millions d’électrons et de plus de 400’000 positrons. L’AMS permet d’enregistrer des énergies comprises entre 0,5 et 350 GeV. Les électrons et les positrons représentent un intérêt pour les chercheurs du fait qu’ils leur permettraient de mettre en évidence notamment la présence de matière noire. Les chercheurs mettent en relation le nombre de positrons et la somme des positrons et des neutrons, et obtiennent un spectre précis pour la plage d’énergie citée. Cela leur permet de définir l’origine des électrons et des positrons. En d’autres termes: de savoir s’ils sont apparus lors de collisions de la matière noire ou si d’autres sources en sont à l’origine. Les premières évaluations laissent penser aux chercheurs qu’ils sont sur la bonne voie. D’autres mesures seront cependant nécessaires pour obtenir une évaluation plus exacte.

Si l’hypothèse selon laquelle au moment du big-bang, la matière et l’antimatière étaient présentes toutes les deux en quantité égale, est avérée, une quantité plus importante de noyaux d’antimatière devrait également être présente dans l’Univers. Or jusqu’à présent, ceux-ci n’étaient pas aussi simple à détecter. Les résultats de mesure de l’AMS montrent que certaines particules d’antimatière, à savoir ici les positrons, sont présentes dans le rayon cosmique dans une quantité plus importante que ce qui était attendu. Par ailleurs, ces positrons pourraient par exemple également provenir d’un reste de supernova. Mais cela contredirait le fait que les positrons en provenance de toutes les directions entrent en contact avec les détecteurs de l’AMS de manière uniforme et qu’ils ne présentent aucune structure spatio-temporelle.

Des chercheurs, ingénieurs et étudiants en provenance de 16 pays d’Asie, d’Europe et d’Amérique du Nord participent à l’expérience AMS. La Suisse est, elle, représentée par les groupes du professeur Martin Pohl de l’Université de Genève et du professeur André Rubbia de l’ETH Zurich. Les pièces de l’AMS ont été fabriquées dans différents instituts de recherche et universités du monde entier. Le montage de l’appareil a été effectué à l’Organisations européenne pour la recherche nucléaire Cern, à Genève. C’est là également qu’ont été reçues les données de mesure.

Source: 
M.B./C.B. d’après un communiqué de presse de la collaboration AMS du 3 avril 2013 et un communiqué de presse du DLR du 18 avril 2013