(cokada/iStock/Getty Images) Deux expériences à la recherche du murmure d'une particule qui empêche des galaxies entières de se séparer ont récemment publié des résultats contradictoires. L'un est arrivé les mains vides, tandis que l'autre nous donne toutes les raisons de continuer à chercher.
Sombre bosons sommes matière noire candidats basés sur des particules porteuses de force qui ne contiennent pas vraiment beaucoup de force.
Contrairement aux bosons que nous connaissons mieux, comme les photons qui lient les molécules et les gluons qui maintiennent ensemble les noyaux atomiques, un échange de bosons noirs affecterait à peine leur environnement immédiat.
S'ils existaient, en revanche, leur énergie collective pourrait être responsable de la constitution de la matière noire - la masse manquante qui fournit la gravité supplémentaire nécessaire pour maintenir notre univers d'étoiles dans leurs formations familières.
Malheureusement, la présence de tels bosons serait à peu près aussi détectable qu'un murmure dans une tempête. Pour un physicien, cependant, un murmure peut suffire à être encore perceptible compte tenu du bon type d'expérience.
Les deux études – l'une menée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), l'autre par l'Université d'Aarhus au Danemark – ont recherché des différences subtiles dans le positionnement d'un électron dans un isotope lorsqu'il sautait entre les niveaux d'énergie. S'il se balançait, cela pourrait être le signe révélateur d'un sombre boson c'est un coup de pouce.
Ce boson, en théorie, proviendrait d'une interaction entre l'électron en orbite et les quarks composant les neutrons dans le noyau de l'atome.
L'équipe dirigée par le MIT a utilisé une poignée d'isotopes d'ytterbium pour son expérience, tandis que le calcium était l'élément de choix pour le groupe dirigé par l'Université d'Aarhus.
Les deux expériences ont aligné leurs données sur un type de tracé spécifique à la mesure de ces types de mouvements dans les isotopes. Alors que l'expérience basée sur le calcium s'est déroulée comme prévu, la courbe de l'ytterbium était erronée, avec un statistiquement significatif écart dans la linéarité du tracé.
Ce n'est pas un motif de célébration d'aucune sorte. D'une part, alors qu'un boson pourrait expliquer les nombres, une différence dans la façon dont ils effectuent les calculs pourrait le faire, un type de correction appelé décalage de champ quadratique.
La raison exacte pour laquelle une expérience a pu trouver quelque chose d'étrange et l'autre n'a rien trouvé du tout nécessite également une explication.
Comme toujours, nous avons besoin de plus de données. Beaucoup plus. Mais déterminer exactement ce qui compose plus d'un quart de l'Univers est l'une des plus grandes questions scientifiques, de sorte que toute piste potentielle sera poursuivie avec enthousiasme.
Ajout de nouveaux types de particules porteuses de force à la Modèle standard n'est pas exactement exclu par quoi que ce soit en physique, mais en trouver un serait une affaire énorme.
L'année dernièreles physiciens étaient excités par des particules s'éloignant à des angles étranges, faisant allusion à une force jusque-là inconnue à l'œuvre.
De même, le nombre d'électrons reculant dans la configuration de matière noire XENON1Tles langues se sont déchaînées au début de cette année, invitant à la spéculation sur un candidat hypothétique de matière noire appelé un axion .
Aussi intéressants que soient ces résultats, nous avons déjà eu le cœur brisé. En 2016, un type de candidat de matière noire appelé Porter le boson a été la rumeur aurait été repérée parmi les données recueillies par le Large Hadron Collider dans sa recherche de la particule de Higgs.
Cette particule pourrait être considérée comme une sorte de version sombre de la le boson de Higgs , conférant à la matière noire sa force sans se rendre claire d'aucune autre manière.
Le CERN a jeté de l'eau froide sur ce peu de potins, c'est triste à dire. Ce qui ne veut pas dire qu'une telle particule n'existe pas, ou que les signes ne sont pas tentants - juste que nous ne pouvons pas le confirmer avec un réel degré de confiance.
Des collisionneurs plus gros , un équipement plus sensible et de nouvelles façons intelligentes de rechercher des coups de pouce subtils et des chuchotements de particules pratiquement inexistantes pourraient un jour nous apporter les réponses dont nous avons besoin.
La matière noire ne va certainement pas faciliter les choses.
Cette recherche a été publiée dans Lettres d'examen physique , ici et ici .