rayon cosmique

La matière noire enfin découverte et expliquée grâce au spectomètre magnétique alpha

Et si les astrophysiciens étaient sur le point d'expliquer l'existence de matière noire dans l'univers, l'un des plus grands mystères de la science moderne ? On en est encore loin, mais cette semaine est sans doute à marquer d'une pierre blanche dans la compréhension de cette énigme aussi fascinante qu'insaississable. Mercredi, à Genève, au siège de l'organisation européenne de physique nucléaire (Cern), Samuel Ting, prix Nobel de physique en 1976 et responsable du programme, a livré les premiers résultats récoltés par le spectromètre magnétique alpha (AMS-02), amarré à la Station spatiale internationale (ISS). 

Derrière ce nom de science-fiction, se cache un intrument à 2,5 milliards de dollars - tout de même - capable de détecter et de filtrer les flux cosmiques. Dans ces rayons, on trouve des électrons et des protons bien connus des lois de la physique, mais qui ne représentent que 4,9% de notre univers. Plus intéressant, sur ses 18 mois d'exploration et ses 25 milliards de particules détectées, l'AMS a recensé 400.000 antiélectrons, appelés également positons (ou positrons), qui n'entrent pas dans la "composition" de la matière visible, mais alimentent avec d'autres particules, la fameuse matière noire, ou antimatière. Or, si cette découverte de positons n'a rien d'exceptionnel, leur nombre, dix fois plus élevé qu'attendu, certifie qu'une source de matière noire existe bel et bien dans notre galaxie.

Dans les pas de Fritz Zwicky

Mais quelle est précisément cette source d'antimatière, d'où viennent ces positons détectés en très grand nombre ? Là est toute la question qui agite aujourd'hui le monde scientifique. En l'état actuel des connaissances, la matière noire a été théorisée il y a 80 ans par l'astrophysicien américano-helvétique Fritz Zwicky. Grossièrement, le scientifique était arrivé à la conclusion qu'il n'y avait pas assez de masses (étoiles, etc.) dans les galaxies qu'il a observées pour que cet ensemble "tienne" avec les seules règles de la gravité. Par conséquent, d'autres forces - la matière noire - agissent dans le cosmos et représentent même 26,8% de l'univers. Par soustraction, en compabilisant la matière visible et l'antimatière, les 69,6% restant représentent ce que les savants appellent l'énergie sombre. Cette énergie expliquerait l'expansion de l'univers.

Retour en 2013 et aux travaux des scientifiques internationaux. Que signifie, donc, exactement la découverte de cette profusion d'antiélectrons par l'AMS-02 ? Deux théories s'affrontent. La plus classique et - malheureusement pour l'excitation de l'imagination - la plus crédible, serait que ces positons naissent de "pulsars". Il s'agit d'étoiles à neutrons nées de la destruction d'étoiles massives. Leur modèle est relativement bien cerné par l'astrophysique. Les champs magnétiques que ces "pulsars" génèrent en tournant à grande vitesse produisent des électrons, mais également des positons.

Washington s'emballe

Dont acte, même si cette théorie n'élimine pas la seconde, bien plus stimulante. "Les résultats (d'AMS-02, ndlr) sont compatibles avec des positons pouvant provenir de la destruction d'antimatière", reconnaît le Cern, ouvrant la voie à une véritable exploration de la mystérieuse matière noire. L'idée est ici que si deux particules de matière noire entrent en collision, elles émettent à leur tour des électrons et des protons, mais également des positons. L'excès de ces antiélectrons mis au jour par l'AMS-02 pourrait précisément conforter cette théorie particulièrement en vogue depuis de premières expériences déroutantes menées en 2008 par des scientifiques russes et italiens, mais pas encore validée scientifiquement.

Quoi qu'il en soit, l'heure est encore aux hypothèses et au travail de recherche. Prévu pour durer 20 ans, l'AMS-02 a donc encore du pain sur la planche afin d'éclairer les scientifiques. Mais les espoirs d'une découverte majeure restent permis. "Avec davantage de données, nous allons en apprendre plus quant à la nature de cet excès d'antimatière, a déclaré, depuis Washington, Michael Salamon, responsable au département américain de l'Energie. Et avec de la chance nous pourrons faire une découverte très excitante", a-t-il poursuivi, espérant, comme tout le monde, que la matière noire le devienne, un jour, un peu plus claire pour la science.

Et si les astrophysiciens étaient sur le point d'expliquer l'existence de matière noire dans l'univers, l'un des plus grands mystères de la science moderne ? On en est encore loin, mais cette semaine est sans doute à marquer d'une pierre blanche dans la compréhension de cette énigme aussi fascinante qu'insaississable. Mercredi, à Genève, au siège de l'organisation européenne de physique nucléaire (Cern), Samuel Ting, prix Nobel de physique en 1976 et responsable du programme, a livré les premiers résultats récoltés par le spectromètre magnétique alpha (AMS-02), amarré à la Station spatiale internationale (ISS). 

Derrière ce nom de science-fiction, se cache un intrument à 2,5 milliards de dollars - tout de même - capable de détecter et de filtrer les flux cosmiques. Dans ces rayons, on trouve des électrons et des protons bien connus des lois de la physique, mais qui ne représentent que 4,9% de notre univers. Plus intéressant, sur ses 18 mois d'exploration et ses 25 milliards de particules détectées, l'AMS a recensé 400.000 antiélectrons, appelés également positons (ou positrons), qui n'entrent pas dans la "composition" de la matière visible, mais alimentent avec d'autres particules, la fameuse matière noire, ou antimatière. Or, si cette découverte de positons n'a rien d'exceptionnel, leur nombre, dix fois plus élevé qu'attendu, certifie qu'une source de matière noire existe bel et bien dans notre galaxie.

Dans les pas de Fritz Zwicky

Mais quelle est précisément cette source d'antimatière, d'où viennent ces positons détectés en très grand nombre ? Là est toute la question qui agite aujourd'hui le monde scientifique. En l'état actuel des connaissances, la matière noire a été théorisée il y a 80 ans par l'astrophysicien américano-helvétique Fritz Zwicky. Grossièrement, le scientifique était arrivé à la conclusion qu'il n'y avait pas assez de masses (étoiles, etc.) dans les galaxies qu'il a observées pour que cet ensemble "tienne" avec les seules règles de la gravité. Par conséquent, d'autres forces - la matière noire - agissent dans le cosmos et représentent même 26,8% de l'univers. Par soustraction, en compabilisant la matière visible et l'antimatière, les 69,6% restant représentent ce que les savants appellent l'énergie sombre. Cette énergie expliquerait l'expansion de l'univers.

Retour en 2013 et aux travaux des scientifiques internationaux. Que signifie, donc, exactement la découverte de cette profusion d'antiélectrons par l'AMS-02 ? Deux théories s'affrontent. La plus classique et - malheureusement pour l'excitation de l'imagination - la plus crédible, serait que ces positons naissent de "pulsars". Il s'agit d'étoiles à neutrons nées de la destruction d'étoiles massives. Leur modèle est relativement bien cerné par l'astrophysique. Les champs magnétiques que ces "pulsars" génèrent en tournant à grande vitesse produisent des électrons, mais également des positons.

Washington s'emballe

Dont acte, même si cette théorie n'élimine pas la seconde, bien plus stimulante. "Les résultats (d'AMS-02, ndlr) sont compatibles avec des positons pouvant provenir de la destruction d'antimatière", reconnaît le Cern, ouvrant la voie à une véritable exploration de la mystérieuse matière noire. L'idée est ici que si deux particules de matière noire entrent en collision, elles émettent à leur tour des électrons et des protons, mais également des positons. L'excès de ces antiélectrons mis au jour par l'AMS-02 pourrait précisément conforter cette théorie particulièrement en vogue depuis de premières expériences déroutantes menées en 2008 par des scientifiques russes et italiens, mais pas encore validée scientifiquement.

Quoi qu'il en soit, l'heure est encore aux hypothèses et au travail de recherche. Prévu pour durer 20 ans, l'AMS-02 a donc encore du pain sur la planche afin d'éclairer les scientifiques. Mais les espoirs d'une découverte majeure restent permis. "Avec davantage de données, nous allons en apprendre plus quant à la nature de cet excès d'antimatière, a déclaré, depuis Washington, Michael Salamon, responsable au département américain de l'Energie. Et avec de la chance nous pourrons faire une découverte très excitante", a-t-il poursuivi, espérant, comme tout le monde, que la matière noire le devienne, un jour, un peu plus claire pour la science.

source : http://www.metrofrance.com/high-tech/le-mystere-de-la-matiere-noire-enfin-perce/mmde!rw31IHKqWqIHQ/

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