L'Expérience Picasso

Vue artistique de notre galaxie. Notre voie lactée mesure 100 000 années lumières de diamètre. Le soleil se situe à 20 000 années lumières du centre, dans la branche d’Orion. Le centre, très brillant, coïncide avec l’endroit où se trouve un trou noir super massif. Cette image ne montre pas l’anneau sphérique de matière noire qui entoure notre galaxie.

Crédit: Mark A. Garlick / space-art.co.uk

Neutralinos de la matière noire

    Le candidat favori pour la matière noire froide est le neutralino. Cette particule hypothétique est neutre, 100 fois plus lourde que le proton et interagit très faiblement avec la matière ordinaire. Par conséquent cette particule est aussi souvent appelée un WIMP (Weakly Interacting Massive Particle).

    Si aujourd’hui le paradigme de la matière noire s’avère correct, c’est que notre galaxie est entourée par un halo sphérique de particules WIMPS gravitant tout autour; ce qui signifie que ces particules voyagent sans être perturbées le long des orbites de Kepler, autour du centre de la galaxie. La courbe de rotation de la Voie Lactée, c'est-à-dire la vitesse des étoiles en fonction de la distance au centre galactique, indique que la densité du halo de particules devrait décroître en fonction de la distance depuis le centre galactique en 1/r², et dans le voisinage du système solaire la densité de masse-énergie devrait être de l’ordre de 0,3 GeV/cm³. La distribution du halo de WIMPS est en forme de cloche avec une dispersion de v=230 km/s. Pour cette distribution de vitesse Maxwellienne, telle qu’on l’appelle, nous devons encore ajouter la vitesse relative du système solaire, 244km/s, par rapport au halo, ce qui nous donne une distribution de WIMP ayant une vitesse moyenne de 270km/s et avec une coupure à 600km/s, la vitesse d’échappement des WIMPS.

    Combien de WIMPS nous traversent par seconde? Et bien il semble que ce soit de l’ordre de 10⁹ ou un milliard de particules par seconde! Mais pas d’inquiétude: puisque les WIMPS interagissent si faiblement, ils ne peuvent pas nous faire de mal!