Une équipe internationale affirme avoir détecté de la matière noire dans l’univers.
Et si l’on avait enfin détecté de la matière noire ?
La collaboration internationale LUX-ZEPLIN a annoncé le 1er septembre 2026, dans une étude prépubliée sur arXiv, un événement unique et inexpliqué détecté au fond d’une mine du Dakota du Sud. Ce sursaut d’énergie se situe dans la zone où l’on attend la particule qui constituerait cette masse manquante, dans un environnement où les interférences sont généralement minimales. Cependant, le signal de matière noire reste isolé, et l’équipe insiste sur le fait qu’il ne s’agit pas d’une découverte.
Un choc unique dans un réservoir de xénon liquide
L’expérience LUX-ZEPLIN, ou LZ, traque la matière noire à près de 1 500 mètres sous terre, dans une ancienne mine d’or du Dakota du Sud. Le dispositif utilise dix tonnes de xénon liquide, qui servent de cible, protégées des rayons cosmiques par l’épaisseur de roche. Lorsqu’une particule invisible frappe un noyau de xénon, cela libère un minuscule éclair de lumière, enregistré par des centaines de capteurs. Grâce à cette isolation, LZ est l’un des détecteurs de matière noire les plus sensibles au monde.
En 220 jours de mes, entre mars 2023 et avril 2024, un seul événement a été détecté, avec une énergie de 248 kiloélectronvolts. Ce signal se situe dans une plage où les fausses alertes sont rares, ce qui lui confère une certaine crédibilité. La probabilité qu’il ne soit qu’un hasard est d’environ 0,5%, soit 2,6 sigma sur l’échelle des physiciens, encore loin des 5 sigma requis pour valider une découverte.
Une particule mille fois plus lourde qu’un proton ?
Si ce choc est effectivement dû à la matière noire, la particule concernée aurait une masse d’au moins 200 gigaélectronvolts, potentiellement proche de 1 000 gigaélectronvolts, soit environ mille fois celle d’un proton. Ce profil correspond à celui du WIMP (particule massive interagissant faiblement), longtemps envisagée comme le meilleur candidat pour la matière noire. Cependant, aucune de ces particules n’a encore été observée directement dans un laboratoire.
Un aspect intrigant pour les théoriciens est que l’événement ne correspond pas au modèle le plus simple de WIMP, ce qui a conduit plusieurs équipes à proposer des scénarios alternatifs. Au moins cinq pistes théoriques ont émergé en quelques jours, mais aucune n’est encore confirmée.
Un signal de matière noire à confirmer, pas une découverte
La prudence est de mise, car un neutron issu de la radioactivité ambiante pourrait produire un choc similaire. Rick Gaitskell, porte-parole de LZ, a déclaré : « Avec un seul événement, nous ne voulons pas nous emballer, nous n’affirmons pas avoir vu la matière noire. »
La collaboration, qui regroupe 250 chercheurs de 39 institutions, continue d’accumuler des données au fil de nouvelles campagnes. La quantité de données devrait doubler dans les prochaines campagnes. Un second signal similaire pourrait orienter les chercheurs vers une véritable découverte, plutôt que vers un simple caprice statistique.
Source : LUX-ZEPLIN, arXiv
