Une équipe de scientifiques de l’Université d’Adélaïde, en collaboration avec des chercheurs internationaux, a réalisé d’importantes avancées dans la compréhension de la matière noire, qui représente une impressionnante proportion de 84% du contenu matériel de l’univers. Leur approche s’est concentrée sur une particule théorique appelée « photon sombre », qui pourrait aider à établir des liens entre la matière noire et la matière ordinaire.

La matière noire, cette substance insaisissable qui reste en grande partie inconnue, est solidement établie à travers des interactions gravitationnelles. Cependant, sa nature exacte continue d’échapper aux physiciens du monde entier. L’hypothèse du photon sombre, qui postule l’existence d’une particule massive agissant comme un portail entre le secteur sombre et la matière ordinaire, gagne en acceptation pour comprendre cet énigme.

Le professeur Anthony Thomas, professeur émérite de physique à l’Université d’Adélaïde, explique : « Notre travail montre que l’hypothèse du photon sombre est préférée à l’hypothèse du modèle standard avec une signification de 6,5 sigma, ce qui constitue une preuve d’une découverte de particules ». Cette découverte nous rapproche un peu plus de comprendre la nature de la matière noire.

La matière noire est beaucoup plus abondante que la matière ordinaire, avec cinq fois la quantité présente dans l’univers. Les physiciens considèrent que découvrir davantage sur la matière noire est l’un des plus grands défis de leur domaine. Le photon sombre, une particule hypothétique associée au secteur caché, a le potentiel d’agir comme un vecteur de force pour la matière noire.

Pour obtenir des informations sur la matière noire, l’équipe de scientifiques a analysé les effets qu’un photon sombre pourrait avoir sur les résultats expérimentaux du processus de diffusion inélastique profonde. Ce processus implique l’étude de collisions de particules accélérées à des énergies extrêmement élevées. En examinant les produits de ces collisions, les chercheurs peuvent obtenir des informations précieuses sur la structure du monde subatomique.

L’équipe a utilisé le cadre d’analyse global des fonctions de distribution des partons appelé Jefferson Lab Angular Momentum (JAM), en le modifiant pour tenir compte de la possibilité d’un photon sombre. Leurs découvertes ont révélé que l’hypothèse du photon sombre est préférée à l’hypothèse du modèle standard, fournissant ainsi des preuves de l’existence de cette particule.

Cette recherche innovante ouvre de nouvelles possibilités pour explorer la nature complexe de la matière noire. Comprendre la matière noire est non seulement crucial pour dévoiler les mystères de l’univers, mais aussi pour avancer dans notre connaissance de la physique fondamentale.

Source : Journal of High Energy Physics