03/04/2013

AMS-02 Confirme un Excès de Positrons

Samuel Ting a annoncé les premiers résultats de AMS-02. Dans une longue présentation au cours de laquelle il a dû citer presque tous les physiciens impliqués dans l'expérience (j'exagère à peine), Ting, après avoir décrit dans le menu détail comment fonctionne AMS-02, comment il a été testé, comment il a été envoyé en orbite, etc, en est venu au bout de 50 minutes aux résultats de physique sur la fraction de positrons, c'est à dire le ratio du flux de positron sur le flux d'électrons+positrons.

Comme on le sait, les positrons peuvent avoir plusieurs origines, dont la plus interessante pour nous est l'annihilation de particules de type WIMPs. 
La signature d'un tel phénomène est une augmentation constante de la fraction de positron en fonction de l'énergie des positrons et électrons, suivie d'une brutale chute à l'énergie précisément qui correspond à la masse de la WIMP (un neutralino) qui s'annihile avec son antiparticule.

Et bien, que disent les données de AMS-02 ? Ceci :


La fraction de positrons augmente bel et bien quand l'énergie des particules augmente. Cet excès est aujourd'hui totalement incompris et confirme ce qu'avait entrevue l'expérience PAMELA il y a quelques années...
Il est compatible avec une annihilation de WIMPs, mais on n'observe par la forme de courbe caractéristique qui aurait été le signe définitif, c'est à dire une brutale chute. Cette chute peut se situer à des énergies plus élevées. Il a été noté notamment que la courbe a tendance à s'aplatir au delà de 100 GeV...

On notera que le dernier point qui apparait sur la courbe se situe à une énergie de 350 GeV. AMS-02 peut mesurer des énergies allant encore plus haut, aux environs de 1 TeV. Mais plus l'énergie des particules (électrons et positrons) est importante, moins il y en a. Le dernier point par exemple correspond à l'enregistrement de 72 particules, ce qui est minuscule, comparé aux 6,8 millions qui ont été utilisées dans l'analyse.
Il faudra donc attendre encore quelques temps pour avoir de nouveaux points à plus haute énergie et pour réduire les barres d'incertitude qui apparaissent logiquement de plus en plus grandes quand l'énergie augmente...
L'analyse de l'anisotropie du signal de positrons en excès montre également qu'ils proviennent de toutes les directions, ce qui est toujours compatible avec une source de type Matière Noire et à tendance à exclure une origine de sources astrophysiques comme des pulsars, qui seraient plus nombreux vers le centre galactique...
 
S'il fallait résumer en quelques mots, disons que AMS-02 n'a pas mis en évidence la matière noire, mais ne l'exclut pas. Les résultats confirment un excès de positrons aux hautes énergie avec une grande précision. Cet excès de positrons reste à expliquer...

Ces résultats seront publiés dès le 5 avril dans Physical Review Letters.