La matière noire est la substance mystérieuse qui constitue environ un quart de l’Univers. Les mesures du rayonnement cosmique primordial, les anomalies de la dépendance radiale des courbes de rotation des galaxies et les lentilles gravitationnelles sont autant de preuves indirectes de son existence. Malgré son rôle apparemment central dans l’Univers, l’origine physique de la matière noire reste inconnue. Les scientifiques soupçonnent qu’elle est constituée de particules invisibles qui ne reflètent ni n’absorbent la lumière, mais sont capables d’exercer une gravité. Deux physiciens théoriciens de l’université de York, au Royaume-Uni, ont trouvé un nouveau candidat : une particule bosonique récemment découverte, l’hexaquark d*(2380).
Une simulation de la structure à grande échelle de l’Univers avec des filaments de matière noire en bleu et des lieux de formation de galaxies en jaune. Crédit image : Zarija Lukic / Lawrence Berkeley National Laboratory.
L’hexaquark d*(2380) est composé de six quarks, les particules fondamentales qui se combinent habituellement par trois pour former les protons et les neutrons.
Il est important de noter que les six quarks d’un d*(2380) forment une particule boson, ce qui signifie que lorsque plusieurs d*(2380) sont présents, ils peuvent se combiner ensemble de manière très différente des protons et des neutrons.
MIkhail Bashkanov et le professeur Daniel Watts de l’Université de York suggèrent que dans les conditions qui ont suivi le Big Bang, de nombreux hexaquarks d*(2380) auraient pu se regrouper alors que l’Univers se refroidissait et s’étendait pour former le cinquième état de la matière – le condensat de Bose-Einstein.
“L’origine de la matière noire dans l’Univers est l’une des plus grandes questions de la science et une question qui, jusqu’à présent, n’a rien donné”, a déclaré le professeur Watts.
“Nos premiers calculs indiquent que les condensats d’hexaquarks d*(2380) sont un nouveau candidat faisable pour la matière noire.”
“Ce nouveau résultat est particulièrement excitant car il ne nécessite aucun concept nouveau pour la physique.”
“La prochaine étape pour établir ce nouveau candidat à la matière noire sera d’obtenir une meilleure compréhension de la façon dont les hexaquarks d*(2380) interagissent – quand s’attirent-ils et quand se repoussent-ils ?”, a déclaré le Dr Bashkanov.
“Nous menons de nouvelles mesures pour créer des hexaquarks d*(2380) à l’intérieur d’un noyau atomique et voir si leurs propriétés sont différentes de celles qu’ils ont dans l’espace libre.”
L’article de l’équipe a été publié dans le Journal of Physics G : Nuclear and Particle Physics (Journal de physique G : physique nucléaire et des particules)..
