La matière noire, la substance qui représente environ 27 % de l'univers, pourrait potentiellement être détectée sous la forme d'une « empreinte digitale » de lumière rouge ou bleue, selon de nouvelles recherches. La recherche est publiée dans la revue Lettres de physique B.
Auparavant supposée invisible, l'étude menée par des chercheurs de l'Université de York suggère que la matière noire pourrait laisser de faibles marques mesurables sur la lumière lorsqu'elle traverse des régions où la substance insaisissable est présente, remettant en question les hypothèses de longue date selon lesquelles les deux n'interagissent jamais.
La présence de matière noire n’est connue que par son attraction gravitationnelle, qui façonne les galaxies et les maintient ensemble, et il est donc rarement question de savoir si la matière noire pourrait être détectée par la lumière.
Teinte subtile
Mais l’équipe de York affirme que la situation pourrait être plus complexe. Leurs découvertes indiquent que la lumière pourrait prendre une teinte subtile – légèrement rouge ou bleue – selon le type de matière noire qu’elle rencontre. La détection de tels effets pourrait ouvrir une nouvelle voie pour étudier la masse invisible qui domine le cosmos.
L'étude théorique utilise l'idée de la « règle des six poignées de main », la notion selon laquelle deux personnes sur Terre ne sont reliées que par quelques connaissances mutuelles. Ils suggèrent qu’une chaîne similaire de connexions pourrait exister entre les particules.
Même si la matière noire n’interagit pas directement avec la lumière, elle peut néanmoins l’influencer indirectement par l’intermédiaire d’autres particules. Par exemple, certains candidats à la matière noire, connus sous le nom de particules massives à faible interaction – ou WIMP – pourraient se connecter à la lumière via une série de particules intermédiaires telles que le boson de Higgs et le quark top.
Nouvelle génération
Le Dr Mikhail Bashkanov, de l'École de physique, d'ingénierie et de technologie de l'Université de York, a déclaré : « C'est une question assez inhabituelle à poser dans le monde scientifique, car la plupart des chercheurs conviendraient que la matière noire est sombre, mais nous avons montré que même la matière noire, qui est la forme la plus sombre imaginable, peut toujours avoir une sorte de signature colorée.
« C'est une idée fascinante, et ce qui est encore plus excitant, c'est que, dans certaines conditions, cette « couleur » pourrait en fait être détectable. Avec le bon type de télescopes de nouvelle génération, nous pourrions la mesurer. Cela signifie que l'astronomie pourrait nous apprendre quelque chose de complètement nouveau sur la nature de la matière noire, ce qui rendrait sa recherche beaucoup plus simple. «
L'étude décrit comment ces interactions indirectes de particules pourraient être testées dans de futures expériences, permettant potentiellement aux scientifiques d'exclure certaines théories sur la matière noire tout en se concentrant sur d'autres. Les chercheurs affirment donc que la nouvelle étude pourrait souligner l'importance de prendre en compte ces possibilités dans les futurs développements de télescopes.
À la recherche du ciel
Comprendre la matière noire reste l’un des plus grands défis de la physique moderne. La prochaine étape de ces travaux pourrait donc consister à confirmer ces découvertes, ce qui pourrait offrir une nouvelle façon de rechercher une substance qui, jusqu’à présent, ne s’est révélée que par la gravité.
Le Dr Bashkanov a déclaré : « À l'heure actuelle, les scientifiques dépensent des milliards pour construire différentes expériences, certaines pour trouver des WIMP, d'autres pour rechercher des axions ou des photons sombres. Nos résultats montrent que nous pouvons déterminer où et comment nous devrions regarder dans le ciel, ce qui pourrait potentiellement gagner du temps et aider à concentrer ces efforts.
