La collaboration ALICE a présenté de nouveaux résultats sur les taux de production d'antideutérons basés sur des données collectées à l'énergie de collision la plus élevée délivrée jusqu'à présent au Large Hadron Collider. L'antideutéron est composé d'un antiproton et d'un antineutron. Les nouvelles mesures sont importantes car la présence d'antideutérons dans l'espace est une signature indirecte prometteuse des candidats à la matière noire. Les résultats marquent un pas en avant dans la recherche de la matière noire.

Des résultats astrophysiques et cosmologiques récents indiquent que la matière noire est la forme dominante de matière dans l'univers, représentant environ 85 % de toute la matière. La nature de la matière noire reste un grand mystère, et percer ses secrets ouvrirait une nouvelle porte pour la physique.

La détection des antideutérons dans l'espace pourrait être une signature indirecte de la matière noire, puisqu'ils pourraient être produits lors de l'annihilation ou de la désintégration des neutralinos ou des sneutrinos, qui sont d'hypothétiques particules de matière noire.

Diverses expériences sont à la recherche d'antideutérons dans l'Univers, y compris le détecteur AMS de la Station spatiale internationale. Cependant, avant d'inférer l'existence de la matière noire à partir de la détection de ces noyaux, les scientifiques doivent rendre compte à la fois de leurs taux de production par d'autres sources (à savoir, collisions entre les rayons cosmiques et les noyaux dans le milieu interstellaire) et les taux de leur annihilation causée par la rencontre de la matière au cours de leur voyage. Afin d'affirmer que l'antideutéron détecté est lié à la présence de matière noire, les taux de production et d'annihilation doivent être bien compris.

En entrant en collision des protons dans le LHC, Les scientifiques d'ALICE ont imité la production d'antideutérons par le biais de collisions de rayons cosmiques, et pourrait ainsi mesurer le taux de production associé à ce phénomène. Ces mesures fournissent une base fondamentale pour la modélisation des processus de production d'antideutérons dans l'espace. En comparant la quantité d'antideutérons détectés avec celle de leurs homologues de matière (deutérons, qui ne s'annihilent pas dans le détecteur), ils ont pu déterminer, pour la première fois, la probabilité d'annihilation des antideutérons de basse énergie.

Ces mesures contribueront aux futures études sur les antideutérons au voisinage de la Terre, et aider les physiciens à déterminer s'ils sont des signatures de la présence de particules de matière noire, ou si au contraire ce sont des manifestations de phénomènes connus.

À l'avenir, ces types d'études à ALICE pourraient être étendus à des antinoyaux plus lourds. "Le LHC et l'expérience ALICE représentent une installation unique pour étudier les noyaux d'antimatière, ", a déclaré le porte-parole d'ALICE, Luciano Musa. "Cette recherche continuera à fournir une référence cruciale pour l'interprétation des futures recherches astrophysiques sur la matière noire."