Un détecteur enfoui à près d'un kilomètre sous terre aux États-Unis a capté une interaction de particule unique que les physiciens ne peuvent pas facilement expliquer par le bruit de fond connu. L'événement est apparu dans une région où la matière noire est censée se manifester, ce qui en fait l'indice le plus alléchant à ce jour de l'expérience LUX-ZEPLIN. Mais les chercheurs ne revendiquent pas une découverte et soulignent qu'un seul événement est loin d'être une preuve.
Une aiguille dans un réservoir de 10 tonnes de xénon liquide
Le détecteur LUX-ZEPLIN (LZ) se trouve au Sanford Underground Research Facility dans le Dakota du Sud. Il utilise 10 tonnes de xénon liquide ultra-pur pour capter de rares collisions de particules. L'expérience est dirigée par le Lawrence Berkeley National Laboratory et implique 250 scientifiques de 39 institutions. Son objectif principal est de trouver des WIMPs, des particules massives interagissant faiblement, qui sont un candidat de premier plan pour la matière noire.
Dans cette dernière analyse, l'équipe a examiné 220 jours de données collectées de mars 2023 à avril 2024. Des recherches antérieures sur le même ensemble de données se concentraient sur des signaux WIMP très faibles. Cette fois, ils ont élargi la recherche pour inclure des interactions qui déposent plus d'énergie à l'intérieur du détecteur. Cette balayage plus large a révélé l'événement inattendu.
Un événement, de nombreuses questions
L'interaction enregistrée n'est pas statistiquement assez forte pour être considérée comme une découverte. Mais elle se distingue car elle apparaît dans une région à faible bruit de fond où les particules de matière noire sont prédites à laisser une trace. Rick Gaitskell, professeur à l'Université Brown et porte-parole de LZ, a déclaré que l'équipe est intriguée mais prudente. « Nous ne prétendons pas avoir vu de la matière noire », a-t-il dit. « Mais nous avons vu quelque chose d'intéressant. »
Les résultats ont été présentés à la conférence TeV Particle Astrophysics 2026 au Japon. L'article sera publié sur arXiv et soumis à Physical Review Letters. Les scientifiques extérieurs à la collaboration vont maintenant examiner l'événement de près et offrir leurs propres interprétations.
On pense que la matière noire constitue environ 85 % de toute la matière de l'univers, mais aucune expérience ne l'a directement détectée. Ses effets gravitationnels sont visibles partout, mais sa composition reste inconnue. Si cet événement unique est confirmé par plus de données, il pourrait devenir la première indication directe d'une particule de matière noire. Pour l'instant, c'est un mystère à surveiller.
