Une équipe de chercheurs internationale menée par un groupe de physiciens de l’Université de Montréal a fait une percée importante afin de parvenir à détecter la matière sombre, substance inconnue qui représente 23 pour cent de la matière de l’univers.

La collaboration PICASSO a montré qu’il était possible de distinguer les neutrons des particules alpha en écoutant le bruit qu’ils font en entrant dans un détecteur basé sur des liquides en surfusion.

Les détecteurs de matière sombre sont généralement placés au fond de mines désaffectées, loin des bruits de la surface et des rayons cosmiques qui inondent la Terre en continu. Toutefois, jusqu’à cette découverte, les particules alpha, produites sur Terre lors de la désintégration d’éléments radioactifs naturels, tels que l’uranium et le thorium, représentaient un véritable casse-tête pour les physiciens. En effet, les particules alpha ont un spectre d’énergie et une température similaire aux particules massive à faible interaction (weakly interacting massive particles ou WHIMPS) associées à la matière sombre. Il est donc impossible d’identifier les rares WHIMPS qui traversent la Terre parmi toutes les particules alpha dans les détecteurs traditionnels.

Or, les chercheurs, travaillant à 2 km sous terre à l’Observatoire SNOLAB de Sudbury, ont découvert que les signaux acoustiques émis lors de la transition de phase de liquides en surfusion induite par des particules alpha ne sont pas les mêmes que lorsque la transition est causée par le passage de neutrons, dont le comportement se rapproche des WHIMPS.

Cette découverte importante ouvre la porte, pour la première fois, à la détection de la matière sombre dont la présence pourra maintenant être séparée de celle des particules alpha, elle permettra de vérifier les modèles théoriques et de comprendre de quoi est vraiment fait l’Univers.

On peut trouver l’article "Discrimination of nuclear recoils from alpha particles with superheated liquids" (F Aubin et al 2008 New J. Phys. 10 103017) .

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Professeur Viktor Zacek
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