L'équipe XENON1T détermine une limite

30.05.2018

Des chercheurs de Weizmann participent à une recherche de matière noire dont la sensibilité est la plus élevée à ce jour.

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Ran Budnik et son équipe du Weizmann Institute of Science se sont joints à 165 chercheurs de 27 instituts de recherche à travers le monde travaillant sur l'expérience XENON1T. Cette expérience est de loin la plus sensible concernant la recherche de matière noire, et les résultats rendus publiques cette semaine limitent de manière stricte la possible masse des particules susceptibles de constituer cette matière noire insaisissable. Suite à ces résultats, basés sur un réservoir contenant plus d'une tonne de xénon liquide et des données recueillies depuis près d'un an, l’équipe de recherche planifie une expérience d'encore plus grande envergure et plus sensible – XENONnT – pour 2019.

On pense que la matière noire représente 83 % de toute la matière existante, mais elle est invisible pour nous car elle n'émet pas de lumière et n'interagit que très faiblement avec la matière ordinaire. Ce qu’on appelle les « particules massives interagissant très faiblement » (WIMPs = Weakly Interacting Massive Particles) sont un des possibles constituants de la matière noire. XENON1T a été à la pointe de la recherche de WIMPs. Dans les profondeurs souterraines du Laboratori Nazionali del Gran Sasso de l'INFN en Italie, le détecteur de xénon attend un signal qui rendrait compte de l'interaction d'une WIMP avec un atome de xénon. Il s'agirait d'un minuscule éclair de lumière scintillante et d'une poignée d'électrons ionisés émettant eux-mêmes de minuscules éclairs de lumière.

Depuis la première expérience, en 2005, la collaboration XENON a permis d'augmenter la masse cible potentielle de 5 kg à 1300 kg, tout en diminuant l'interférence de fond d'un facteur 5000. La toute récente itération multipliera la cible par quatre tout en diminuant l'interférence de fond d'un facteur dix. « La configuration du XENON1T étant très précise, » dit Budnik, « le fait qu'aucun événement de fond n'ait été détecté dans la région la plus pure du détecteur signifie que nous pouvons maintenant établir une limite sur les interactions des WIMPs avec la matière ordinaire. Le nouveau détecteur nous permettra de rechercher ces particules dans une plage qui ne peut pas encore être observée. »

Le Dr Budnik est titulaire de la Chaire de développement de carrière aux noms d’Aryeh et Ido Dissentshik.

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