mercredi 16 décembre 2015

Bonne nouvelle pour les chasseurs de matière noire

Les physiciens chinois ont dévoilé le 2 juin dernier qu'ils voulaient lancer un satellite pour la détection indirecte de la matière noire et du rayonnement cosmique, et 7 mois plus tard, le satellite, nommé DAMPE, est aujourd'hui sur son pas de tir et doit être lancé dans quelques heures. 



DAMPE (DArk Matter Particle Explorer) est le tout premier télescope spatial chinois de ce genre. Il est conçu pour détecter des particules de très haute énergie, un peu à l'image de ce que fait le détecteur AMS-02 sur l'ISS. Mais DAMPE sera plus spécialisé dans la détection des électrons et des rayons gamma avec une résolution en énergie inégalée. Le but premier est d'identifier des traces indirectes de matière noire via ses produits d'annihilation ou de désintégration. Il pourra mesurer non seulement l'énergie des particules, mais aussi leur direction et leur charge électrique. DAMPE pourra également mesurer le flux de noyaux d'atomes légers ultra-énergétiques, fournissant des données précieuses sur l'origine et la propagation des rayons cosmiques les plus énergétiques.   
DAMPE est constitué de plusieurs de types de détecteurs de particules travaillant simultanément, tout d'abord un détecteur scintillateur plastique (PSD), servant comme détecteur par anti-coïncidences et détecteur de charges, puis un détecteur de traces, le Silicon Tungsten tracker converter (STK) qui mesurera la direction des particules, un calorimètre (BGO) accompagnera ces détecteurs pour mesurer l'énergie avec une très grande résolution grâce à son pouvoir d'arrêt inédit pour un détecteur en orbite, et enfin, un détecteur de neutrons (un scintillateur dopé au bore nommé NUD composé de 16 plaques de 1 cm d'épaisseur chacune munie d'un photomultiplicateur) permettra l'identification des particules incidentes par l'analyse des gerbes hadroniques produites.

Avec tous ces instruments de pointe, DAMPE détectera des électrons et des photons gamma sur une plage en énergie comprise entre 5 GeV et 10 TeV avec une résolution en énergie de l'ordre de 1,5% à 100 GeV. DAMPE détectera aussi des rayons cosmiques, à des énergies encore plus élevées, entre 100 GeV et 100 TeV.

DAMPE n'est pas un satellite très gros, avec une masse totale de 1900 kg dont 1400 kg de charge utile. Il sera mis en orbite à 500 km d'altitude et devrait fonctionner durant 3 ans au minimum. La mission fait partie des cinq missions spatiales scientifiques du programme Strategic Pioneer Program on Space Science de l'Académie des Sciences Chinoise, sélectionnée en 2011.
Les scientifiques chinois ne sont pas restés tout seuls pour développer ce télescope spatial particulier, ils ont formé une collaboration avec l'Université suisse de Genève ainsi que les Universités italiennes de Bari, Lecce et Perugia.

A l'heure où j'écris ces lignes, il ne reste qu'un peu moins de 7 heures avant le lancement depuis le Centre de Jiuquan (désert de Gobi). Les chasseurs de matière noire peuvent se réjouir de pouvoir exploiter ce tout nouvel instrument, qui pourra aussi faire des découvertes inattendues dans d'autres domaines des hautes énergies.


Collaboration DAMPE :

10 commentaires :

Dr Eric SIMON a dit…

Le lancement s'est déroulé parfaitement !

blackhole a dit…

Bonjour,

mission de la dernière chance !?
En effet, plus de 40 ans qu'on la cherche, cette fameuse matière noire...
Et que néni.
On entend de plus en plus de voix (de chercheurs) qui commencent à douter, et c'est tant mieux.
Un Univers composé de 5% de matière ordinaire, le reste se répartissant en 25% de matière noire et 70% d'énergie noire, la pilule reste dure à avaler !

Dr Eric SIMON a dit…

Qu'est ce qui est le plus difficile à avaler ? L'expansion accélérée ou bien l'anomalie de la dynamique des galaxies ? La matière noire n'a pas encore pu être découverte, mais aucune alternative de gravitation modifiée (recherchée depuis 30 ans) ne permet d'expliquer pleinement tous les effets attribués à la matière noire. Il n'est pas choquant de vivre dans un Univers que nous ne comprenons pas, nous ne sommes que des primates bipèdes...

Pascal Cazabat a dit…

Existe-t-il des hypothèses alternatives à ces hypothèse ethéristes des trucs noirs.
La recherche actuelle me fait penser à l'état de la physique avant l'hypothèse de la relativité restreinte.
Il faut peut-être changer de paradigme.
Mais où cela peut-il se faire ?

blackhome a dit…

@Pascal,

oui il existe des théories alternatives.
Je vous conseille la lecture du livre "Un autre cosmos", abordable, ce livre est un recueil de textes écrits par des astrophysiciens qui montrent qu'on peut voir les choses autrement.
Par ailleurs je suis "tombé" (dans la revue d'octobre de la SAF) sur la critique d'un autre livre "Le théorème du jardin" écrit par Christian Magnan, lui aussi astrophysicien, il critique cette histoire de matière noire.
Un aperçu de ce qu'il en pense http://www.lacosmo.com/MatiereNoire.html

Dr Eric SIMON a dit…

Bien évidemment il existe des modèles alternatifs. Mais qui sont pour le moment soit non vérifiés expérimentalement, soit non vérifiables (donc non scientifiques), soit totalement farfelus. Un point qui apparaît souvent est lié à l'antimatière, dont une masse négative répulsive apporterait pas mal de réponses en bouleversant pas mal de choses...
J'ai parlé ici de quelques unes de ces tentatives : voir les billets suivants :
http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2012/12/une-relativite-universelle-pour-faire.html
http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2013/01/relativite-universelle-de-magain-suite.html
http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2012/02/symetrie-matiereanti-matiere-et-masse.html
http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2015/03/matiere-noire-et-energie-noire-de-purs_13.html

Dr Eric SIMON a dit…

En réponse à blackhome, pour avoir lu le livre de Magnan, je peux dire qu'il n'est pas du tout convaincant et ne me laisse pas un bon souvenir. A part cracher sur la communauté de l'astrophysique, il n'apporte pas grand chose de constructif, ses idées sont même plus que discutables lorsque par exemple il nie l'homogénéité et l'isotropie de l'Univers ou encore la réalité de l'accélération de l'expansion, avec des arguments plus que faibles (du genre "c'était pas prévu dans la théorie...", et bien pourtant si, avec un simple facteur Lambda dans l'équation d'Einstein...).

blackhole a dit…

@Eric
Je n'ai pas lu le livre de Magnan, mais sans aucun doute je vais le lire...
"Il nie l’homogénéité et l'isotropie de l'Univers", il n'est pas le seul.
Toutes les théories cosmologiques partent de ce postulat, je dits intentionnellement postulat parce que les observations de ces dernières années tendent à montrer que ce ne serait pas le cas !
"... ou encore la réalité de l'accélération de l'expansion", cette soit disant accélération de l'expansion tient à peu de chose, une mesure, celle de la luminosité des supernova de type Ia.
1 - on a beaucoup de mal a évaluer les distances dans l'Univers et par conséquent la luminosité des objets,
2 - les modèles d'évolution stellaires sont imprécis.
En conséquence, parler de la "réalité de l'expansion" me semble exagéré.


Dr Eric SIMON a dit…

Si vous êtes déjà acquis à ce genre d'idées, vous pouvez économiser 22€ car vous n'apprendrez rien de plus dans le livre. Le contenu est exactement le même que ce qui se retrouve sur son blog qui a été cité dans un commentaire plus haut.
Tous les griefs portés à l'utilisation des SN Ia comme étalons de distance sont exagérés voire faux. Evidemment que les SN Ia ne sont pas toutes identiques, il existe une variation de luminosité statistique de 15%, et cette variabilité a pu être réduite pas une nouvelle méthode très efficace pour la ramener à seulement 8% (voir http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2015/11/les-supernovas-ia-sont-bien-diverses.html)
Au sujet de l'isotropie et de l'homogéneité, pourriez-vous me fournir les références précises des "observations de ces dernières années [qui] tendent à montrer que ce ne serait pas le cas" ? Merci!

Pascal a dit…

Un rapide coup d'oeil au blog de Magnan permet de le cataloguer dans la catégorie "à oublier"... Voilà 22 euros d'économisés !
Pour en revenir à l'accélération de l'expansion, elle ne repose plus sur les seules SN1a, mais sur la convergence précise de différentes méthodes indépendantes : outre les SN1a, le CMB et les BAO (grands relevés, lentilles gravitationnelles faibles ...)qui toutes la contraignent. Les résultats sont très robustes, et sans équivoque : on peut (doit) discuter de la nature et de l'interprétation du phénomène "énergie noire", mais son existence est désormais hors de tout doute raisonnable, de même pour le phénomène "matière noire", tous 2 chiffrés avec une précision de l'ordre du %.