La photo de la « naissance de l’Univers »,
publiée en février dernier par la NASA et
qui permet d’évaluer l’âge de
l’Univers à 13,7 milliards d’années,
relance de plus belle la course à la détection
de la matière sombre, qui composerait plus de 95
% de l’Univers. « Cette photo montre que la
matière visible forme 4 % de l’Univers et
que la matière sombre non visible compte pour 23
%, le reste étant de l’énergie sombre
dont on ne sait rien », explique Claude Leroy, directeur
du Groupe de physique des particules au Département
de physique de l’Université de Montréal.
Le professeur Leroy croit que cette matière sombre
serait constituée de neutralinos. Avec les autres
chercheurs du Projet d’identification des candidats
supersymétriques de la matière sombre (Picasso),
il a entrepris de débusquer ces candidats fantômes.
Les neutralinos sont des « particules exotiques » de
charge électrique neutre et dont la masse, selon
les analyses de la NASA, serait de quelques centaines de
giga-électronvolts, c’est-à-dire entre
100 et 500 fois la masse d’un proton. Les galaxies
seraient entourées d’un immense nuage de neutralinos
composant l’essentiel de la matière de l’Univers.
Ces particules nous traversent continuellement sans qu’on
s’en rende compte et traversent même la Terre
de part en part sans dévier de leur trajectoire.
L’existence des neutralinos est envisagée
par la physique des particules, mais les chercheurs ne
sont pas encore parvenus à les observer parce que
les collisionneurs actuels ne sont pas assez puissants
pour les produire. Les membres du groupe Picasso ont donc
résolu de les rechercher dans le rayonnement cosmique
en fabriquant des pièges à neutralinos. Un
prototype de capteur a déjà été mis
au point par les professeurs Louis Lessard et Claude Leroy,
et testé avec succès. Le piège est
constitué d’un gel polymérisé dans
lequel des gouttelettes de fréon surchauffées
sont maintenues en suspension. « Le fréon
contient du fluor, l’élément le plus
susceptible de réagir à l’un des modes
d’interaction des neutralinos, explique Louis Lessard.
Si un neutralino frappe un noyau de fluor, la gouttelette
de fréon se transformera en bulle de gaz. Des micros
ultrasensibles peuvent détecter l’onde sonore
de cette miniexplosion et des ordinateurs tracent le profil
de l’onde. »
L’étape actuelle des travaux vise à résoudre
les problèmes de fabrication de détecteurs
de grand volume afin de produire, au cours des deux prochaines
années, 400 détecteurs de 70 litres de gel
chacun. Dans trois ans, ces détecteurs seront installés à plus
de deux kilomètres sous terre à l’Observatoire
de neutrinos de Sudbury dans le cadre d’un vaste
projet international lancé par un consortium d’universités
canadiennes. L’utilisation de galeries souterraines
est nécessaire afin qu’aucun autre type de
rayonnement, cosmique ou terrestre, ne trouble l’expérience,
qui devrait s’étendre sur quelques années.
Chercheur : Claude Leroy
Téléphone : (514) 343-6722
Courriel : claude.leroy@umontreal.ca
Financement : Université de Montréal
