La quête du WIMP, un vrai Graal !

Sous le Gran Sasso, une montagne des Abruzzes traversée par un tunnel autoroutier, se trouve un laboratoire très particulier qui traque les neutrinos venant de l’Univers et qui vient en outre de se doter d’une équipement particulier pour également partir à la recherche des WIMPs. Si vous avez entendu parler de neutrinos c’est déjà difficile à comprendre puisque ce sont des particules qui se déplacent dans l’Univers à la vitesse de la lumière et capables de traverser la Terre sans que leur trajectoire soit déviée ni que leur vitesse diminue … difficile à imaginer quand on est, comme votre serviteur, un béotien dans le domaine de l’astrophysique. Les neutrinos sont également produits par les centrales nucléaires mais rassurez-vous quand vous aurez terminé la lecture de ce billet plus d’un milliard de neutrinos venus de l’Univers tout entier auront allègrement traversé votre corps sans que votre peau ait pour autant changé de couleur.

Quant aux WIMPs c’est une autre histoire puisqu’il s’agit selon la théorie cosmologique actuelle d’une particule super-massive qui constituerait ce que les spécialistes appellent la « matière noire froide » que, par définition, l’on ne voit pas. Cette matière noire a été inventée par les astrophysiciens à l’aide d’équations très compliquées pour tenter d’expliquer certaines anomalies de la relativité générale formulée par Albert Einstein. Selon eux et en résumé très bref, la matière chaude – celle que l’on peut observer – aurait du, depuis le big-bang, se diluer or il n’en est rien. L’existence des WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) répondrait à cette question qui est une conséquence de la théorie du Big-Bang.

Au Laboratoire du Gran Sasso toutes les précautions ont été prises pour ne pas observer n’importe quoi. Le site se trouve sous 1400 mètres de roche, le détecteur constitué d’une cuve contenant du krypton liquide bourrée de photo-détecteurs est lui-même plongé dans une piscine d’eau ultra-pure elle-même bourrée de détecteurs et à l’extérieur de cet ensemble se trouvent encore toutes sortes d’instruments qui permettront au final de détecter un ou deux WIMPs par an si tout se passe bien et si naturellement les WIMPs existent réellement. Quand un WIMP entrera en collision avec un atome de krypton celui-ci émettra un photon et la détection de ce dernier, sans ambiguïté, confirmera l’existence de cette particule super-massive de peut-être 10000 fois la masse d’une noyau d’hydrogène. Ça laisse rêveur … Pour ma part je laisse aux astrophysiciens le soin de rêver car il m’est déjà difficile de croire en la véracité de la théorie du Big-Bang … Toujours est-il que le détecteur de WIMPs du Gran Sasso (Xenon1T) n’a encore rien vu après un peu plus d’un mois d’observations interrompues par un tremblement de terre en ce début d’année 2017. Si dans 5 ans pas la queue d’un WIMP n’a pu être détectée les physiciens devront revoir leur copie.

Source : arxiv.org/pdf/1705.06655v1.pdf, illustrations INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Illustrations : sphère contenant du krypton liquide, détecteurs de photons, réservoir d’eau dans lequel se trouve la sphère de krypton.