Sciences dessus dessous

Sciences dessus dessous - Auteur
  • Jean-François Cliche

    Ce blogue suit pour vous l'actualité scientifique, la décortique, et initie des échanges à son sujet.
  • Lire la suite »

    Partage

    Vendredi 12 avril 2013 | Mise en ligne à 10h28 | Commenter Commentaires (7)

    Détection de matière sombre : une fausse alerte ?

    Le surplus de positrons détecté par l'Alpha Magnetic Spectrometer. (Image : AMS)

    Le surplus de positrons détecté par l'Alpha Magnetic Spectrometer. (Image : AMS)

    Tout le monde a bien pris soin, la semaine dernière, d’utiliser le conditionnel pour parler de la découverte possible d’un indice de matière sombre par l’Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), un instrument installé depuis 2011 sur la Station spatiale internationale. Or à en croire le magazine Pour la science, même ce temps de verbe serait trop affirmatif, la source des observations étant selon toute vraisemblance un «vulgaire» pulsar.

    Comme je le résumais jeudi dernier, on croit qu’il existe trois types de matière dans l’Univers : la matière ordinaire (rassurez-vous, son existence ne fait aucune doute) composée des particules élémentaires «classiques», comme les quarks et les électrons ; l’antimatière, qui est une sorte de «matière-miroir» de la matière ordinaire (chaque particule a son antiparticule) et dont l’existence est elle aussi archi-démontrée, même si elle est rare (l’antimatière s’annihile en contact avec la matière) ; et la matière sombre, qui n’a jamais été observée directement.

    L’existence de la matière noire a été déduite, historiquement, de l’observation du mouvement des galaxies. En effet, quand on additionne toute la matière observable par les télescopes au cœur des galaxies, on arrive à une somme qui n’est pas suffisante pour retenir les étoiles qui orbitent autour. Les galaxies que nous voyons aujourd’hui devraient donc, en principe, s’être disloquées il y a très longtemps, mais ce n’est évidemment pas ce qui s’est passé. Il y a donc une «masse manquante» qui, hormis par gravité, n’interagit pas avec le reste de la matière (d’où la difficulté de la détecter), et la matière sombre a été «inventée» pour jouer ce rôle.

    Plusieurs théories ont été imaginées par les physiciens pour éclaircir la nature de cette matière sombre, et les plus importantes d’entre elles prédisent que deux «particules sombres» devraient, en se heurtant, s’annihiler en produisant des positrons — c’est-à-dire l’antiparticule de l’électron. L’AMS est précisément conçu pour détecter ces positrons, et ses expérimentateurs ont rapporté la semaine dernière avoir bel et bien enregistré un excès de positrons. À certains égards, d’ailleurs, cet excès ressemble à ce que devrait nous donner l’annihilation de particules sombres : distribution pas mal égale dans toutes les directions (ce qui ne serait pas le cas si les positrons provenaient d’une source unique, comme un pulsar) et quantité qui augmente à des énergies plus grande (alors que ce devrait être le contraire s’ils provenaient de pulsars).

    Cependant, fait remarquer Pour la science, ces collisions de particules sombres devraient aussi, en plus des positrons, générer des photons (des «particules» de lumière) de très haute énergie, mais rien qui ressemble à cela n’a été observé. «Il faudrait alors imaginer des modèles de matière noire très atypiques pour que son annihilation ou sa désintégration soit compatible avec toutes les mesures. La piste des pulsars semble la plus raisonnable», lit-on dans le magazine.

    Fait un peu étrange, cependant, ce dernier est le seul qui évoque ces «photons manquants» pour éliminer la possibilité d’une détection de matière sombre. La revue Science n’en souffle pas un mot dans un article publié aujourd’hui (abonnement nécessaire, désolé), pas plus que le New Scientist ne le faisait hier. Celui-ci, cependant, passe sur certaines théories alternatives su sujet de la matière sombre, dont une implique que des «photons sombres» (que l’on devine indétectables) soient produits lorsque deux particules sombres s’entrechoquent. Cela pourrait peut-être concilier le surplus de positrons avec l’absence de surplus de photons énergétiques, mais je m’avance beaucoup plus loin que je ne le devrais, ici.

    Y a-t-il un physicien dans la salle ?


    • Je ne sauterais pas tout de suite à la conclusion des pulsars non plus.
      En fait, c’est que la communauté scientifique ne sait pas ce qui cause le sursaut de positrons, et ils ont émis différentes explications.
      Une de celles-là est que ça pourrait être des pulsars relativement proche. Il faut que les pulsars soient relativement proche pour que les positrons puissent se rendre à nous, plus ils sont éloignés plus ils ont des chances de se désintégrer en chemin. Le problème de ce modèle est qu’il n’y a pas suffisamment de pulsars assez proche pour expliquer la quantité qu’on en voit.
      Bien sûr, il y a des contre-arguments à ça, plusieurs scientifiques disent que le modèle de distribution des étoiles dans la galaxie, accepté par la communauté scientifique, serait erroné. C’est possible, mais faut-il encore le prouver.
      Arrive alors la matière sombre pour expliquer ce phénomène. Il ne faut pas se cacher que la matière sombre a le dos large, et que les physiciens aiment l’utiliser pour expliquer tout comportement bizarre observé dans l’univers. Ceci étant dit, il y a plusieurs modèles de matière sombre existant qui peuvent expliquer ce phénomène (par plusieurs, on peut aller jusqu’à des milliers), et donc rajouter quelques points, surtout aux hautes énergies, aide grandement à constraindre ces modèles. Mais il ne faut pas croire que ça prouve hors de tout doute que la matière sombre (où du moins les modèles les plus populaires pour l’expliquer) existe.
      Avoir d’autres données à de plus hautes énergies va aider grandement à contraindre ces modèles encore plus(shameless plug, je travaille justement là-dessus pour mon doctorat, avec l’expérience VERITAS, qui a un groupe à McGill. Du moins, j’y travaillais, les derniers essais semblent indiquer que ça ne marchera pas…).
      Dans tous les cas, plusieurs idées flottent un peu partout pour justifier la quantité de positrons observés, mais il n’y a pas assez de données pour faire un choix d’un bord comme de l’autre.

      Extrêmement intéressant ! Merci de partager ces connaissances avec nous ! (Note : plus d’info sur l’expérience VERITAS ici.) Voir commentaire de s.archambault, 12h27.
      JFC

    • @JFC Dans le premier hyperlien, cela devrait être «pulsar» pas «quasar».

      Il est à noter que l’homogénéité spatial du signal indiquerait normalement une source cosmologique.

      Oups, en effet. Corrigé, merci !
      JFC

    • @JFC Le site sur VERITAS relié est particulièrement vieux et aucunement à jour.
      Essayez ceci : http://veritas.sao.arizona.edu/ (le site officiel)

    • Si je comprends bien la matière sombre a décidé de se rhabiller … un strip-tease interrompu ! … Elle avait pris une mauvaise positron et maintenant on cherche où elle a mis son pulsar !

      Pas matière à s’inquiéter, ce n’est que partie remise …. les physiciens sont créatifs, ils finiront bien par imaginer (et vérifier) des hypothèses permettant de voir cette sombre silhouette qui se camoufle derrière les comportement bizarre de l’univers.

    • Il faut être prudent, à un moment où les coupures budgétaires peuvent pousser à la surenchère en matière d’annonces de résultats.

      Voir mon article de ce jour sur Science 2.0 “Dark matter and dark energy, or pre-Big Bang geometry ? (I)”, http://www.science20.com/relativity_and_beyond_it/blog/dark_matter_and_dark_energy_or_prebig_bang_geometry_i-109187 . Des articles en français suivront sur mon blog du Courrier International http://notresiecle.blogs.courrierinternational.com/ .

      Cordialement
      Luis Gonzalez-Mestres, France

    • Pulsar interpretation for the AMS-02 result: http://arxiv.org/abs/1304.4128

      Il semble que l’hypothèse du pulsar explique bien les données présentes de AMS-02.

      Darn.
      JFC

    • Matière Noire.

      Une chose que je ne comprends pas:

      1-
      Je viens de regarder un documentaire sur la matière noire ici:

      http://www.youtube.com/watch?v=RCyAhkktEUk

      On nous dit qu’on constate que les étoiles à la périphérie de la galaxie tournent plus vite qu’elles le devraient et que la seule explication est qu’il y a un surplus de “masse cachée” dans l’univers et c’est la matière noire.

      D’accord, alors comment ça se fait que le phénomène ne se reproduit pas dans notre système solaire ?

      Mercure tourne autour du soleil à la bonne vitesse Jupiter et pluton aussi.
      Sinon Newton ou les autres qui l’ont suivi s’en seraient rendu compte.

      Alors même s’il est supposé y avoir de la matière noire partout cette matière noire serait absente de notre système solaire ?
      Ça n’a pas de sens.

      Autre chose que je ne comprends pas:

      2-
      Au Large Hardon Collider du CERN en augmentant la puissance de l’instrument on espère détecter de la matière noire.
      Sauf que la matière noire est supposée être partout, même en ce moment à 100 mètres sous terre alors qu’elle n’a pas encore été créee par le LHC du CERN.

      Si la matière noire est supposée se faire détecter par les détecteurs du CERN, alors pourquoi est-ce que ces détecteurs ne détectent pas celle qui est déjà partout en ce moment ?

    Vous désirez commenter cet article?   Ouvrez une session  |  Inscrivez-vous

    publicité

  • Catégories



  • publicité





  • Calendrier

    octobre 2014
    D L Ma Me J V S
    « sept    
     1234
    567891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728293031  
  • Archives

  • publicité