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Détecter la matière noire : détection directe

Le principe

Si notre Galaxie est entourée d'un halo de matière noire sous forme de particules, la Terre devrait être traversée en permanence par un flot de ces particules. On devrait alors être capable de les détecter directement, c'est-à-dire de mettre en évidence leur interaction avec de la matière dans un détecteur.

Plusieurs expériences sont dédiées à ce type de recherches. Une des difficultés principales consiste à reconnaître les éventuelles particules de matière noire parmi les autres processus qui peuvent conduire à un événement dans le détecteur : un rayon cosmique, une particule issue de la radioactivité naturelle, etc... La première précaution est de blinder l'expérience et de l'enfouir sous Terre (pour se protéger des rayons cosmiques). Ensuite, les événements provenant de la matière noire n'ont pas la même probabilité selon la saison dans l'année : la Terre tourne autour du soleil qui lui-même tourne autour du centre galactique. La vitesse de la Terre par rapport au halo de la Galaxie diffère d'une saison à l'autre, et on devrait ainsi observer une variation annuelle du signal de détection directe.

Les expériences

Une telle variation annuelle a été annoncée dès 1998, et régulièrement confirmée depuis, par la collaboration DAMA située au grand Sasso (Italie). Toutefois cette annonce rencontre encore un certain scepticisme au sein de la communauté scientifique, car d'autres expériences au moins aussi sensibles (Edelweiss par exemple) trouvent que le résultat annoncé par DAMA est exclus... Il est difficile de se faire une idée dans cette polémique, car la technique de détection de DAMA est assez différente de celle des autres expériences. La plupart des expériences tentent de réduire le bruit de fond pour de détecter que l'éventuel signal, alors que DAMA garde plus de bruit de fond mais se concentre sur la variation annuelle du signal (mentionnée plus haut). Tout ce qu'on peut dire à ce stade, c'est que DAMA voit quelque chose qui varie annuellement. Dire quoi, c'est une autre question...

Vues des expériences CMS, Edelweiss, ZEPLIN, DAMA, HDMS, CRESST.


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