La matière nous entoure jour et nuit sous toutes ses formes :arbres, Maisons, un meuble, et même l'air que nous respirons. Mais, selon les physiciens, la matière visible qui nous est familière peut ne représenter qu'environ 20 pour cent de toute la matière de l'univers. Selon la théorie actuelle, jusqu'à 80 pour cent peuvent être de la matière noire. Cette affirmation est fondée sur plusieurs observations, l'une d'elles est que les étoiles et les galaxies tournent beaucoup plus vite qu'elles ne le feraient s'il n'y avait que de la matière « normale » présente dans l'univers.

La matière noire pourrait être constituée d'axions

Heures supplémentaires, les scientifiques ont développé différentes théories pour expliquer exactement de quoi cette mystérieuse matière noire pourrait être faite. Parmi les candidats potentiels qui entrent en cause figurent les particules massives à faible interaction ou WIMPs. Les chercheurs ont passé de nombreuses années à essayer de les traquer avec des détecteurs de particules, encore sans succès. Il y a plusieurs années, cependant, les scientifiques ont proposé une alternative :une classe de particules appelées axions, qui sont nettement plus légères que les autres particules. Selon la théorie, le champ de ces particules oscille, ce qui signifie qu'il varie continuellement. La fréquence de cette oscillation est proportionnelle à la masse des particules, et, comme c'est extrêmement bas, la fréquence doit également être faible. Mais personne ne sait encore si c'est le cas. Le problème est que l'oscillation de champ est aussi susceptible de subir un cycle complet une fois par an qu'un billion de fois par seconde.

Détection des axions à l'aide du changement de spin nucléaire

Des chercheurs de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont maintenant trouvé un moyen de détecter les axions à l'aide du programme Cosmic Axion Spin Precession Experiment (CASPEr). "Nous exploitons le potentiel de la résonance magnétique nucléaire, " a expliqué le professeur Dmitry Budker de l'Institut de physique de JGU et de l'Institut Helmholtz de Mayence. " Cela signifie que nous pouvons identifier le spin des noyaux dans les molécules, ou, plus précisément dans notre cas, dans l'isotope de carbone C13 et l'hydrogène." L'hypothèse de base est que la matière noire peut influencer le spin des noyaux, offrant ainsi aux chercheurs un moyen de le retrouver. Le tour, cependant, peut également être influencé par le champ magnétique terrestre. Les chercheurs utilisent un blindage sophistiqué pour supprimer le champ magnétique; cependant, même le meilleur blindage imparfait. Les physiciens doivent donc décider quelle proportion des changements de spin observés est due à la matière noire et laquelle au champ magnétique terrestre. Cela a conduit l'équipe de scientifiques à développer sa nouvelle configuration de comagnétomètre. Le principe qui sous-tend la technique est le fait que les molécules contiennent généralement différents types de noyaux atomiques. Comme les divers noyaux réagiront au champ magnétique et à la matière noire à des degrés divers, il est possible de différencier ces influences.

Une partie de la gamme de fréquences possible a maintenant été étudiée

L'équipe de l'Université de Mayence a maintenant passé au peigne fin la gamme de fréquences allant de quelques oscillations par an jusqu'à 18 oscillations par heure. sans trouver de preuves de l'effet de la matière noire. "C'est un peu comme chercher une bague perdue dans un vaste jardin, " dit Budker. " Nous avons déjà fouillé une partie du jardin, nous savons donc maintenant que c'est là que l'anneau - l'axion - ne se trouve pas. Cela nous a permis de réduire considérablement la plage dans laquelle nous espérons trouver l'axion, et nous pouvons maintenant concentrer notre recherche sur d'autres gammes."