Les physiciens de l'expérience LUX-ZEPLIN ont signalé une interaction de particules unique qu'ils ne peuvent expliquer par les signaux de fond connus. C'est l'indice de matière noire le plus fort produit par le projet, bien qu'il soit loin d'une découverte.
La matière noire représente environ 85% de la masse de l'univers, mais personne ne l'a détectée directement. LUX-ZEPLIN, dit LZ, est l'un des détecteurs les plus sensibles au monde conçus pour rechercher les particules massives à interaction faible, ou WIMP.
Un seul flash, à un mile sous terre
Le détecteur contient sept tonnes de xénon liquide dans un réservoir enterré à environ un mile sous les Black Hills du Dakota du Sud, au Sanford Underground Research Facility. La roche au-dessus le protège des rayons cosmiques, et le xénon est maintenu extrêmement silencieux pour qu'une collision rare ressorte.
L'événement inexpliqué a été enregistré le 16 juin 2023, à 39 secondes après 15h22. Une nouvelle analyse a conclu qu'il était difficile de l'attribuer à la matière ordinaire.
Si l'événement provenait de la matière noire, le WIMP responsable aurait une masse d'au moins 200 gigaelectronvolts, soit plus de 200 fois la masse d'un proton.
Pourquoi ce n'est pas encore une découverte
L'analyse atteint 2,6 sigma. Cela signifie qu'il y a environ 0,5% de chance que l'événement soit expliqué par des bruits de fond connus. Les physiciens exigent une signification de 5 sigma, soit environ une chance sur 3,5 millions de faux signal, avant de parler de découverte.
Les événements uniques sont aussi difficiles à interpréter. Un détecteur peut enregistrer un flash inhabituel pour des raisons sans rapport avec une nouvelle physique, d'une contamination trace à une combinaison rare d'interactions ordinaires.
L'équipe a présenté le résultat à la conférence TeV Particle Astrophysics 2026 au Japon et soumis un article à Physical Review Letters.
Ce que davantage de données signifierait
LZ collecte encore. Plus de temps d'exposition augmente la chance qu'un vrai signal se répète, ce qui est la façon la plus claire de séparer la matière noire du bruit. Les chercheurs disent que la prochaine publication de données décidera si cet indice survit.
D'autres expériences poursuivent la même cible avec des technologies différentes, et un signal confirmé par plus d'un détecteur serait bien plus difficile à écarter.