Le plus grand détecteur de matière noire capte une particule

Des scientifiques travaillant sur l'expérience de recherche de matière noire la plus sensible au monde affirment avoir détecté une interaction de particule unique et inexpliquée, qui pourrait constituer un premier indice de matière noire — tout en appelant à la prudence avant de tirer des conclusions.

Le détecteur LUX-ZEPLIN (LZ), enfoui à près d'un mile et demi sous terre au Sanford Underground Research Facility, dans le Dakota du Sud, utilise 10 tonnes de xénon liquide ultrapur pour rechercher des particules massives interagissant faiblement, ou WIMP, l'un des principaux candidats théoriques à la matière noire. L'événement inhabituel, tiré de 220 jours de données collectées entre mars 2023 et avril 2024, est compatible avec un WIMP d'au moins 200 gigaélectronvolts, soit plus de 200 fois la masse d'un proton.

Le résultat atteint une significativité statistique de 2,6 sigma, ce qui signifie qu'il existe environ 0,5 % de chances que le signal provienne de sources de bruit de fond ordinaires. C'est bien en dessous du seuil de 5 sigma que les physiciens exigent avant de revendiquer une véritable découverte, et les chercheurs ont souligné que le résultat devait être considéré comme intrigant plutôt que concluant.

"Nous n'affirmons pas avoir vu de matière noire", a déclaré Rick Gaitskell, de la collaboration LZ, qualifiant l'événement d'"intéressant" mais préliminaire. La physicienne de l'UCLA Alvine Kamaha a indiqué que le résultat "pourrait représenter le premier indice d'un signal de matière noire, même si nous ne pouvons pas encore l'affirmer avec certitude", tandis que son collègue Aaron Manalaysay l'a décrit comme la première anomalie qu'il ait observée dans une expérience qui "semble valide à tous égards".

Le résultat a été présenté lors de la conférence TeV Particle Astrophysics au Japon et a été soumis à Physical Review Letters. La collaboration LZ affirme qu'elle continuera à collecter des données pour déterminer si le signal se renforce, s'affaiblit ou disparaît.