Le LHC pourrait générer de la matière noire

Publié par Adrien le 01/12/2023 à 08:00
Source: Physics Letters B
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Le mystère de la matière noire continue de défier les scientifiques. La matière noire, cette substance invisible et insaisissable, est cruciale pour comprendre la gravité supplémentaire observée autour des galaxies et au sein de vastes amas galactiques.

Récemment, une recherche menée avec le Grand collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux...) de hadrons (LHC), l'accélérateur de particules (Les accélérateurs de particules sont des instruments qui utilisent des champs...) le plus puissant au monde, a cherché à détecter une catégorie de particules théoriques nommée WIMP (Particules Massives Interagissant Faiblement). Malheureusement, cette quête s'est soldée par un échec.


Le détecteur ATLAS au Grand collisionneur de hadrons.
Crédit: CERN

Le professeur Deepak Kar, de l'Université du Witwatersrand à Johannesburg (Johannesburg est une ville et une métropole d'Afrique du Sud, capitale de la province de Gauteng,...), et son ancienne étudiante Sukanya Sinha, maintenant à l'Université de Manchester (L'université de Manchester (University of Manchester) est une université anglaise...), ont développé une nouvelle méthode pour traquer la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...). Cette technique repose sur l'étude des collisions à haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) entre protons dans le LHC. Lors de ces collisions, proche de la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour...), les quarks et les gluons qui constituent les protons se désintègrent, générant un déluge de particules subatomiques éphémères. Ce phénomène est désigné sous le terme de "jets".

La théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) de Kar et Sinha propose que des quarks et gluons noirs, analogues sombres des quarks et gluons standards, pourraient se désintégrer pour produire un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) de particules ordinaires et noires. Ces "jets semi-visibles", pourraient trahir leur présence par un déséquilibre énergétique, les particules noires emportant une partie de l'énergie sans être détectées.

Bien que les recherches issues des expériences d'ATLAS du LHC n'ait pas mis en évidence ces jets semi-visibles, elle a établi des limites supérieures pour les propriétés de ces particules théoriques. Ces résultats, publiés dans la revue Physics Letters B, orientent les futures expériences de recherche, en affinant leur quête de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) noire.

Cette exploration représente un pas dans la compréhension de notre Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). La matière noire, bien que toujours insaisissable, continue de fasciner et de stimuler les chercheurs dans leur quête de réponses aux mystères cosmiques.
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