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 détection de la matière noire

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Xuan
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   Posté le 23-07-2016 à 19:58:48   Voir le profil de Xuan (Offline)   Répondre à ce message   Envoyer un message privé à Xuan   

La Chine développe la capacité du détecteur de la matière noire


Xinhua - 30.06.2016 08h37






(Xinhua/Xue Yubin)

À lire aussi :

Le satellite "Wukong" aiguise son regard à la recherche de la matière noire
Le satellite explorateur chinois de matière noire émet des données
Les scientifiques chinois reçoivent des messages de leur premier satellite d'étude de la matière noire

Des scientifiques chinois développent actuellement la capacité d'une installation souterraine conçue pour détecter des particules insaisissables de la matière noire.
Les scientifiques recherchent toujours des éléments pour prouver l'existence de la matière noire hypothétique, une substance invisible considérée comme représentant un quart de l'équilibre masse-énergie de l'univers.

Le Laboratoire souterrain Jinping, qui se situe à 2.400 mètres sous une montagne dans la province du Sichuan, a débuté ses activités en décembre 2010. Il possède un stock de xénon, l'un des rares matériaux capables d'interagir avec la matière noire, alors que les rayons cosmiques qui perturbent les essais d'observation de la matière noire, ne peuvent généralement pas pénétrer dans une telle profondeur souterraine.

Xiao Mengjiao, un chercheur du laboratoire, a indiqué que lui et ses collègues ont commencé la deuxième phase de leur expérimentation.
Le laboratoire conserve actuellement 300 kilos de xénon, une augmentation par rapport aux 54 kilos lors de la première phase.

"Dans le futur, la quantité de xénon atteindra un nombre de tonnes, mais cela dépendra du moment où le fonds pour la recherche arrivera" , a-t-il révélé.
Les analyses sur les données recueillies pendant les essais de la deuxième phase, de novembre à décembre, ont été achevées, selon le scientifique.

"Les résultats sont un progrès significatif par rapport à la première phase, parce que nous sommes capables de cibler les zones où la matière noire est la plus susceptible d'être observée" , a-t-il ajouté.
"Nous avons des raisons de croire que nous sommes sur le point de trouver la matière noire" , a-t-il conclu.

(Rédacteurs :Qian HE, Guangqi CUI)

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   Posté le 23-07-2016 à 20:16:30   Voir le profil de Xuan (Offline)   Répondre à ce message   Envoyer un message privé à Xuan   

Une vidéo un peu tape-à-l’œil mais assez claire sur la matière noire : http://youtu.be/CAJEeLE6siE


Edité le 23-07-2016 à 20:26:51 par Xuan




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   Posté le 30-11-2017 à 23:56:09   Voir le profil de Xuan (Offline)   Répondre à ce message   Envoyer un message privé à Xuan   

Un satellite chinois détecte des signaux mystérieux à la recherche de la matière noire


Source: Xinhua Publié: 2017/11/30 8:48:44


La photo prise le 17 décembre 2015 montre une fusée Longue Marche 2-D transportant le satellite Dark Matter Particle Explorer. L'explorateur de particules de la matière noire (DAMPE) de la Chine a détecté des signaux inattendus et mystérieux dans sa mesure des rayons cosmiques à haute énergie, ce qui pourrait rapprocher les scientifiques de la lumière sur la matière noire invisible. Le satellite, également appelé Wukong ou Monkey King, a mesuré plus de 3,5 milliards de particules de rayons cosmiques avec la plus haute énergie jusqu'à 100 téra-électron-volts (TeV en abrégé, correspondant à 1 billion de fois l'énergie de la lumière visible), y compris 20 millions d'électrons et de positons, avec une résolution énergétique sans précédent. Les premiers résultats de la détection ont été publiés dans le dernier numéro de la revue universitaire Nature. (Xinhua / Jin Liwang)




Photo prise le 27 novembre 2017 montre Chang Jin, scientifique en chef de Dark Matter Particle Explorer (DAMPE) et vice-directeur de l'Observatoire Purple Mountain de l'Académie chinoise des sciences (CAS), présentant les résultats de DAMPE Satellite, "Wukong », à l'Académie des sciences de Chine (ACS) à Beijing, capitale de la Chine (Xinhua / Jin Liwang)



Photo prise le 24 décembre 2015 montrant des scientifiques du Centre National des Sciences Spatiales sous l'Académie Chinoise des Sciences (CAS), travaillant avec le satellite DAMPE ("Dark Matter Particle Explorer"), "Wukong", dans la salle des missions scientifiques du centre à Beijing, capitale de la Chine (Xinhua / Jin Liwang)




Photo prise le 2 novembre 2017 montre Fan Yizhong, concepteur en chef adjoint du système d'application scientifique de l'explorateur de particules de la matière noire (DAMPE), présente les résultats de recherche à l'Observatoire Purple Mountain de l'Académie chinoise des sciences à Nanjing, capitale de la province du Jiangsu, dans l'est de la Chine. (Xinhua / Li Xiang)



L'explorateur chinois de particules de matière noire (DAMPE) a détecté des signaux inattendus et mystérieux dans sa mesure des rayons cosmiques à haute énergie. Sont-ils de la matière noire que les scientifiques ont passé des décennies à chercher? Le «fantôme» cosmique se manifestera-t-il enfin?

Le satellite, également appelé Wukong ou Monkey King, a mesuré plus de 3,5 milliards de particules de rayons cosmiques avec la plus haute énergie jusqu'à 100 téra-électron-volts (TeV en abrégé, correspondant à 1 billion de fois l'énergie de la lumière visible), y compris 20 millions d'électrons et de positons, avec une résolution énergétique sans précédent.

Cela pourrait amener les scientifiques à se rapprocher de la lumière sur la matière noire invisible.

"DAMPE a ouvert une nouvelle fenêtre pour observer l'univers des hautes énergies, dévoilant de nouveaux phénomènes physiques au-delà de notre compréhension actuelle" , a déclaré Chang Jin, directeur scientifique de DAMPE et vice-directeur de l'Observatoire Purple Mountain de l'Académie chinoise des sciences. .

Les résultats de la détection initiale sur la mesure précise du spectre d'électrons et de positons dans une gamme d'énergie comprise entre 25 giga-électron-volts (GeV) et 4,6 TeV ont été publiés dans le dernier numéro de la revue universitaire, Nature.

"C'est la première fois qu'une expérience spatiale rapporte le spectre détaillé et précis des électrons et des positrons jusqu'à environ 5 TeV Dans cette plage d'énergie, nous avons trouvé des caractéristiques inattendues et intéressantes: nous avons détecté une rupture spectrale à 0.9 TeV pic à 1,4 TeV " , a déclaré Chang.

La mesure précise des rayons cosmiques, particulièrement à très haute énergie, est importante pour les scientifiques qui recherchent des traces d'annihilation ou de décomposition de la matière noire, ainsi que pour comprendre les phénomènes astrophysiques les plus énergétiques de l'univers tels que les pulsars, les galaxies actives et les supernova. explosions. "Nos données peuvent inspirer de nouvelles idées en physique des particules et en astrophysique" , a déclaré Chang.

La matière noire, qui ne peut être ni vue ni touchée, passe à travers nous comme si nous n'existons pas. Le matériel fantomatique est l'un des grands mystères de la science.

Les scientifiques calculent que la matière normale, telle que les galaxies, les étoiles, les arbres, les roches et les atomes, ne représente que 5% de l'univers. Cependant, environ 26,8% de l'univers est de la matière noire et 68,3% de l'énergie sombre. Tout ce que nous savons est vraiment une infime partie de la réalité.

L'exploration de la matière noire sera révolutionnaire pour la physique et la science spatiale. Toute découverte dans ce domaine pourrait être aussi importante que la théorie héliocentrique, la loi de la gravité, la théorie de la relativité et la mécanique quantique.

Actuellement, les scientifiques utilisent principalement trois approches pour détecter la matière noire: la détection directe souterraine, les expériences de collision et l'exploration indirecte de l'espace. L'approche de l'exploration spatiale est basée sur la spéculation que des particules détectables telles que des électrons, des positons et des photons peuvent être créées pendant l'annihilation ou la désintégration de la matière noire.

Le 17 décembre 2015, le DAMPE de la Chine a été envoyé sur une orbite d'environ 500 kilomètres au-dessus de la Terre. Le télescope spatial Fermi et le spectromètre magnétique Alpha (AMS-02) de la NASA sont également dédiés à l'étude de l'annihilation ou de la désintégration de particules de matière noire dans l'espace. ), un détecteur de physique des particules de pointe opérant sur la Station spatiale internationale (ISS), développé par des scientifiques dirigés par le lauréat du prix Nobel Samuel Chao Chung Ting.


Sur la base des données de DAMPE, les scientifiques ont dessiné le spectre des électrons et des positons des rayons cosmiques, à partir duquel ils tentent de déchiffrer les secrets cachés de l'univers.

Comme une bonne histoire de détective, l'univers a ses surprises.

Sur le spectre, les scientifiques ont trouvé une cassure à environ 0,9 TeV et un pic étrange à environ 1,4 TeV. "Nous ne nous attendions jamais à de tels signaux", a déclaré Chang.

Selon les modèles astrophysiques actuels, les électrons et les positons changeraient sans heurts sur le spectre et ne se concentreraient généralement pas sur un point, a-t-il dit.

"Le pic pourrait indiquer qu'il existe une sorte de particule inconnue avec une masse d'environ 1,4 TeV" , a déclaré Chang.

"Toutes les 61 particules élémentaires prédites par le modèle standard de la physique des particules ont été trouvées, les particules de matière noire sont au-delà de la liste, donc si nous trouvons une nouvelle particule élémentaire, ce sera une percée en physique" .

"Le pic est très inhabituel" , a déclaré Fan Yizhong, concepteur en chef adjoint du système d'application scientifique de DAMPE. "Les signaux pourraient provenir de la matière noire ou des pulsars, même s'ils provenaient de pulsars, ce serait un phénomène astrophysique assez étrange que personne n'avait connu auparavant."


Si le pic inhabituel est comparé à une image de la matière noire "suspecte", l'image est encore vague.

"Jusqu'à présent, nous sommes sûrs à 99,99% que ce pic est réel, mais nous devons collecter plus de données.Si la probabilité statistique dépasse 99,99994%, ce sera une découverte révolutionnaire en physique des particules et en astrophysique" , a déclaré Chang.

Plus de 100 scientifiques et ingénieurs chinois, ainsi que ceux de Suisse et d'Italie, ont participé au développement de DAMPE et à l'analyse de ses données.

Les chercheurs ont écarté la possibilité que les signaux inhabituels soient causés par un dysfonctionnement des détecteurs du satellite. Des analyses indépendantes de cinq équipes différentes sont toutes arrivées à la même conclusion.

La durée de vie de DAMPE est de trois ans, mais comme elle fonctionne si bien, elle devrait fonctionner beaucoup plus longtemps.

Samuel Chao Chung Ting, leader de l'expérience AMS-02 sur l'ISS, a déclaré à propos de DAMPE: «C'est une très bonne expérience» .

Bi Xiaojun, physicien des particules à l'Institut de physique des hautes énergies de la CAS, a déclaré que les observations de DAMPE sont importantes pour aider les scientifiques à mieux comprendre l'origine des rayons cosmiques.

"Les données du satellite sur le pic à 1,4 TeV ne sont pas encore suffisantes pour déclarer une découverte physique.Si le signal peut être confirmé avec l'accumulation de données, il serait d'une grande importance ", a déclaré Bi.

"Cela pourrait s'expliquer soit par la matière noire, soit par une source astrophysique.Si nous utilisons la matière noire pour l'expliquer, la matière noire serait différente de ce que nous pensions auparavant.Elle est conforme au modèle populaire de la matière noire des particules massives interagissant faiblement (WIMP) , mais a quelques caractéristiques spéciales " , a déclaré Bi.

"Le DAMPE a fait une observation très réussie" , a déclaré le professeur agrégé Su Meng, du Département de physique et de laboratoire de recherche spatiale de l'Université de Hong Kong. "C'est la première mesure précise d'électrons et de positons de rayons cosmiques à une gamme d'énergie aussi élevée."

"DAMPE a également vu un nouveau phénomène très intéressant: le signal à 1,4 TeV sur le spectre ressemble beaucoup à de la matière noire, mais il a besoin de recherches supplémentaires et d'expériences différentes pour exclure qu'il puisse être généré par d'autres phénomènes astrophysiques. " dit Su.

Chen Hesheng, un académicien de la CAS, a déclaré que même si une particule de matière noire candidate est trouvée, elle a encore besoin d'autres expériences telles que la détection souterraine ou des expériences de collisionneur pour la confirmer, ce qui serait difficile.


Lors du 19ème Congrès national du Parti communiste chinois (PCC), le président chinois Xi Jinping a cité le DAMPE comme l'une des plus grandes percées scientifiques de la Chine ces cinq dernières années, avec des réalisations telles que le satellite de science quantique Jiaolong. submersible, le laboratoire spatial Tiangong-2 et le télescope radio FAST.

M. Xi, également secrétaire général du Comité central du PCC, a appelé à plus d'efforts pour faire de la Chine un pays d'innovateurs.

Le développement du premier satellite astronomique chinois reflète la créativité et l'innovation des scientifiques chinois face à l'un des grands mystères de la science moderne.

DAMPE a la plus grande couverture énergétique, la plus haute résolution énergétique et la meilleure capacité d'identification des particules de toutes les sondes de la matière noire actuellement dans l'espace, ce qui est parfait pour rechercher des traces d'annihilation ou de désintégration de particules de matière noire.

Le satellite utilise la nouvelle technologie de détection et la méthode développée indépendamment par les scientifiques chinois, mais ne coûte qu'un septième du télescope spatial Fermi et un vingtième de l'AMS-02.

Lorsqu'on lui a demandé pourquoi il était important d'explorer la matière noire, Chang a répondu: «Ce n'est pas important pour vous, mais c'est important pour moi, et ce sera important pour votre progéniture. Mais maintenant la mécanique quantique est un pilier de la physique moderne et tout y est relié. "

"Je crois que l'exploration de la matière noire apportera aussi des percées dans le développement technologique, mais ce n'est que lorsque nous comprendrons la nature de la matière noire que nous pourrons changer le futur, mais le développement de la physique fondamentale stimulera certainement la science et la technologie" . .

Ed Gerstner, directeur scientifique de Springer Nature China, a déclaré que la découverte est très excitante.

Il a déclaré que le soutien de la Chine à la science fondamentale reflète non seulement son engagement à être un leader mondial, mais aussi une compréhension du rôle que joue la science fondamentale en tant que moteur de l'économie de l'innovation.

Bai Chunli, président de la CAS, a déclaré: «Nous devrions nous souvenir de ce jour dans l'histoire du développement scientifique humain, quand les scientifiques chinois ne sont plus des apprenants, des successeurs et des spectateurs dans les découvertes majeures des sciences naturelles. centre de la scène scientifique. "

"A l'avenir, la CAS continuera à soutenir les scientifiques chinois aux frontières de la science fondamentale.Nous prévoyons de développer et de lancer plus de satellites scientifiques pour étudier des domaines tels que l'onde gravitationnelle, l'origine de l'univers, la matière noire, les activités solaires et la cycle mondial de l'eau "

Publié dans: AIR & SPACE

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