L’expérience DAMIC-M livre les premiers résultats de sa recherche de matière noire
Au terme de trois mois de prise de données, le prototype du détecteur de matière noire DAMIC-M, un simple capteur CCD de 20 grammes installé dans la caverne du Laboratoire Souterrain de Modane et capable de distinguer chaque électron isolément, a permis d’établir des contraintes strictes sur l’existence de particules de matière noire ultra légères. Un résultat de très bonne augure pour l’expérience finale, dont le démarrage est prévu dans quelques mois. DAMIC-M est un projet porté par le LPNHE (CNRS / Sorbonne Université) avec des contributions IJCLab, LPSC et Subatech.
La technologie derrière vos photos de vacances vient de faire avancer la connaissance sur la matière noire, cette matière dont les physiciens soupçonnent qu’elle baigne l’Univers entier, mais qui résiste jusqu’à aujourd’hui à toute forme de détection. C’est en effet en exploitant le potentiel des CCD (Charge-Couple Devices), des capteurs en silicium similaires à ceux qui équipent de nombreux appareils photo numériques, que la collaboration DAMIC-M est parvenue à réfuter les prédictions de certains modèles de production de la matière noire dans la région des basses masses, comprises entre 1 et 1000 MeV/c2. Le pari de la collaboration menée par les laboratoires CNRS Nucléaire & Particules, celui de s’appuyer sur des capteurs photographiques améliorés pour les besoins de l’expérience, a donc été payant.
L’hypothèse de l’existence de particules dotées de masse mais n’interagissant pas avec la lumière – et donc impossibles à observer directement dans l’Univers – est la mieux placée pour percer certains mystères soulevés par l’observation astrophysique, tels que l’inexplicable cohésion interne des galaxies face à leur force centrifuge, qui devrait les émietter. Des particules de matière noire à fort impact gravitationnel pourraient ainsi imprégner l’ensemble du cosmos, représentant jusqu’à 80% de la matière dans l’Univers. Pourtant, elles restent à ce jour introuvables. Même leur masse ne fait pas consensus : celle-ci dépend entièrement des modèles de production proposés par les théoriciens. DAMIC-M, par exemple, a choisi de se concentrer sur la détection de particules légères (entre 1 MeV et 1 GeV), interagissant avec les électrons.