Le Cern a annoncé un nouveau projet, censé débuter en 2021, qui se concentrera autour de l’étude des particules associées à la matière noire, comme les photons noirs et les neutralinos. Ces derniers sont des témoins de la présence de la mystérieuse matière noire, l’élément constituant l’univers manquant.
La matière noire est un des grands mystères de cet univers. Et pour cause : elle est invisible et pratiquement indétectable, n’émettant pas de lumière. Aussi, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, plus connue sous l’acronyme Cern, a annoncé un grand projet de recherche qui s’intéressera « aux particules légères interagissant faiblement », étant donné que ces dernières sont associées à la matière noire – ou matière « hypothétique », n’étant pas sensible à la force électromagnétique. L’annonce est historique.
Les expériences, initiée en 2021 d’après un communiqué du Cern, devraient avoir lieu dans son accélérateur de particules (LHC) sorte d’immense anneau souterrain (27 km) qui permet de faire entrer en collision des particules. Il s’agit du modèle le plus large du monde. À l’intérieur, les protons voyagent à une vitesse proche de celle de la lumière. Il servira à observer les interactions entre les photons noirs. Doués de masse, contrairement au photon du modèle standard, ces photons noirs, que l’on appelle aussi des bosons U, sont depuis peu au cœur de nombreuses interrogations.
Ce projet n’est pas sans difficultés. Les quatre détecteurs principaux du LHC ne sont en effet pas capables de détecter « les particules légères interagissant faiblement qui pourraient être produites parallèlement à la ligne de faisceau » de protons, explique le centre. Aussi, la Commission de la recherche du Cern a décidé de créer et d’installer un nouveau détecteur, appelé Faser (Forward Search Experiment), un cylindre de 10 centimètres de rayon et une longueur de seulement 1,5 mètre. Il permettra d’observera les particules hypothétiques « en ligne droite, et leurs produits de désintégration pourront alors être détectés par Faser ».
Aucune trace de photons noirs n’a encore été découverte. On estime toutefois aujourd’hui que la matière noire constitue environs 27% de notre univers. Elle maintiendrait les galaxies unies. Aussi, on ne la connait aujourd’hui que par ses effets de gravité. Elle pourrait, d’après certains physiciens, mener à la découverte d’un univers parallèle.