Matière noire: les photons noirs détectables au radiotélescope

Des chercheurs ont développé une nouvelle approche pour détecter les photons noirs, des particules hypothétiques qui pourraient véhiculer une force dans la matière noire, un peu comme les photons le font pour l'électromagnétisme dans la matière classique. Leurs travaux, publiés dans la revue Physical Review Letters, pourraient inspirer de futures recherches sur les photons noirs.


Les chercheurs de l'Université Tsinghua, de l'Observatoire de la Montagne Pourpre et de l'Université de Pékin en Chine se sont intéressés à la conversion de photons noirs en photons classiques. C'est ainsi qu'ils ont envisagé d'utiliser le radiotélescope géant FAST pour rechercher un tel signal.

Cependant, ils ont vite réalisé que, en raison de la nature non relativiste de la matière noire, le réflecteur de ces télescopes devrait être sphérique et le récepteur du signal devrait être placé au centre de cette sphère. Ce n'est pas le cas des radiotélescopes existants comme FAST en Chine, sphérique mais avec un récepteur placé au point focal et non au centre de la sphère.

Après avoir temporairement abandonné cette idée, l'un des chercheurs a découvert que le champ électromagnétique peut former une distribution au-dessus du point focal, une distribution qui peut être calculée théoriquement. À leur grande surprise, les chercheurs ont découvert qu'avec la sensibilité exceptionnelle du télescope FAST, même sans considérer la distribution, celui-ci peut détecter un signal si la matière noire est composée de photons noirs et se trouve dans la bonne plage de masse.

Les chercheurs ont constaté que les photons noirs pourraient induire des signaux sur les antennes dipolaires, et ils pourraient utiliser l'interférométrie pour améliorer la sensibilité. Ainsi, le télescope LOFAR et le futur télescope SKA ont tous deux le potentiel de découvrir la matière noire composée de photons noirs.

Cette équipe de chercheurs estime donc que plusieurs radiotélescopes pourraient potentiellement permettre la détection directe des photons noirs. Leur travail pourrait élargir les perspectives dans la recherche des photons noirs, en particulier les photons noirs ultra-légers.