• Le 19 juin 2020

Les scientifiques de la collaboration internationale XENON - à laquelle participe le laboratoire SUBATECH (Université de Nantes / CNRS / IMT Atlantique) - ont récemment annoncé que les données de l'expérience de matière noire la plus sensible au monde (XENON1T) montraient un excès surprenant d'"événements". Si les scientifiques ne prétendent pas avoir trouvé de matière noire, les données intriguent les chercheurs qui n'y voient pour le moment aucune explication certaine. Cet excès pourrait être le signe d'une nouvelle particule élémentaire.

XENON1TTrois explications possibles

Trois hypothèses sont sérieusement envisagées par les scientifiques, dont deux mettraient en évidence de la nouvelle physique. La première, la plus convaincante, indique l’existence d’axions, un nouveau type de particules attendues dans la physique de l’interaction forte, mais jamais mises en évidence depuis 40 ans. La seconde hypothèse serait la première mesure du moment magnétique du neutrino, une particule issue des désintégrations radioactives, aujourd’hui très étudiée pour être la porte d’entrée de l’observation de nouvelle physique. Ce surplus d’événements pourrait aussi être expliqué par la présence de tritium au sein de l’instrument. Les estimations, de cet isotope de l’hydrogène, qui pourrait représenter une nouvelle source de bruit de fond, sont très difficiles et aucune mesure indépendante ne peut confirmer ou infirmer précisément cette appréciation.

Une nouvelle expérimentation pour trancher

XENON1T va maintenant passer à sa prochaine phase - XENONnT - avec une masse active trois fois plus grande et un bruit de fond qui devrait être six fois inférieur à celui de XENON1T. Avec les données provenant de XENONnT, la collaboration XENON est convaincue qu'elle découvrira bientôt si cet excès est un simple hasard statistique, une contamination en tritium ou quelque chose de bien plus excitant : une manifestation de nouvelle physique au-delà du modèle standard.

Une implication "made in Nantes"

Les membres de l’équipe Xénon du Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies Associées (SUBATECH) sont engagés dans la collaboration XENON depuis 2009. Ils participent activement aux prises de données, à leur analyse et à la vie de la collaboration. Ils ont également déployé leur savoir-faire technique dans la réalisation des systèmes de Récupération et de Stockage du Xénon (ReStoX1 et ReStoX2).