De l’argon liquide pour DarkSide-20k, du xénon liquide pour LUX-ZEPLIN : les deux expériences recherchent des particules candidates à la matière noire. La première se construit en Italie avec une contribution de l’Université de l’Alberta. La seconde a enregistré aux États-Unis un événement encore inexpliqué, qui demande davantage de données avant toute conclusion.
DarkSide-20k : une chambre en acrylique pour traquer la matière noire
Installé sous 1 400 mètres de roche pour le protéger des rayons cosmiques, DarkSide-20k recherchera des particules massives à interaction faible, les WIMP, selon l’Université de l’Alberta.
Aksel Hallin et son équipe du Centre de physique des particules de l’université construisent une chambre composée de plus de 10 tonnes d’acrylique. Elle contiendra l’argon liquide à faible radioactivité du détecteur, dans lequel une interaction avec une WIMP pourrait produire un signal lumineux.
Environ 400 collaborateurs fabriquent à travers le monde les différents éléments de ce détecteur de 50 tonnes, précise Aksel Hallin. Les pièces seront expédiées en Italie, où l’assemblage de l’ensemble est prévu pour 2030.
« Cette recherche est avant tout motivée par la curiosité : mieux comprendre l’Univers », a déclaré Aksel Hallin.
LUX-ZEPLIN : un événement inexpliqué, mais pas de découverte
Le 1er septembre, la collaboration LUX-ZEPLIN (LZ) a annoncé avoir relevé une seule interaction de particule difficile à expliquer par les sources connues de bruit de fond. Cet événement pourrait correspondre au signal d’une WIMP, a indiqué le SLAC National Accelerator Laboratory. Il ne suffit toutefois pas à établir une détection de matière noire.
L’analyse porte sur 220 jours de données recueillies entre mars 2023 et avril 2024 avec le détecteur LZ, qui contient 10 tonnes de xénon liquide. Le résultat atteint une significativité de 2,6 sigma : sous l’hypothèse des seuls bruits de fond connus, la probabilité d’obtenir un résultat au moins aussi significatif est d’environ 0,5%. Les physiciens exigent généralement un seuil de 5 sigma pour annoncer une découverte.
Si cet événement provenait de la matière noire, la particule responsable aurait probablement une masse supérieure à 200 fois celle d’un proton, selon l’UCLA. LZ prévoit de poursuivre ses opérations jusqu’à la fin de 2027, avec un objectif de 1 000 jours de données, d’après l’université Purdue.
« Avec un seul événement, nous ne voulons pas brûler les étapes », a déclaré Rick Gaitskell, porte-parole de LZ. « Nous ne prétendons pas avoir observé de la matière noire. »
