A la recherche de la masse manquante de l’Univers

L’intensité lumineuse d’une galaxie est maximale en son centre et s’attenue près de ses bords. On s’attend donc à ce que l’essentiel de la masse soit située au centre. Suivant les lois de Newton la vitesse des étoiles devrait diminuer quand on s’éloigne du centre . Or les vitesses, observées restent pratiquement constantes, même très loin du centre. Compte tenu de la matière qui est visible, leur vitesse ne devrait pas être si élevée. il y a donc quelque chose d’invisible qui existe et qui fournit cette "attraction gravitationnelle" manquante : la matière sombre. On suppose qu’elle est constituée de particules « invisibles », appelées neutralinos ou WIMP, qui n’interagissent quasiment pas avec la matière, ce qui rend leur détection très délicate puisqu’elles se « cachent » parmi les autres particules telles que les électrons, muons,rayons gammas, rayons X... présents dans le cosmos et venant heurter la Terre. Le rôle du physicien sera d’essayer par détection directe de faire le tri parmi ces les particules afin de trouver cette particule hypothétique.

Le projet SIMPLE utilise un détecteur très particulier, une suspension de microgouttelettes de fréon en surchauffe prêtes à exploser dès qu’une particule traverse une microgouttelette. Ce détecteur a un seuil d’énergie : seules les particules « lourdes » et énergétiques telles que les neutrons, les particules alphas et les WIMPs peuvent faire exploser ces microgouttelettes en émettant un son audible. Le détecteur doit être installé dans un environnement très peu bruyant, tant du point de vue acoustique qu’électromagnétique et mécanique pour pouvoir « filtrer » un maximum de particules autres que les WIMPs. De même, les détecteurs doivent être fabriqués sur leur lieu d’utilisation dans un environnement propre et très peu radioactif (salle blanche). Seul le LSBB pouvait procurer un tel environnement dans la recherche de matière sombre galactique, les bruits mécaniques et les parasites électromagnétiques étant un souci quotidien dans les autres laboratoires souterrains. Les premiers résultats obtenus par SIMPLE lui valent d’être classée parmi les douze expériences significatives pour la recherche de la matière sombre.

Pour plus d’informations, voir http://www.ciul.ul.pt/ criodets/, ou contacter Tom A. Girard criodets@cii.fc.ul.pt

 Les détecteurs sont fabriqués dans la salle anti-poussière du LSBB

Tomoko Morlat

 Le dispositif expérimental est commandé depuis l’extérieur de la zone blindée.

Miguel Felizardo, Tom Girard