Expérience XENON1T

Des signaux énigmatiques livrés par un détecteur de matière noire : l’expérience XENON1T en Italie

Dark Matter Detector Delivers Enigmatic Signal:  experiment XENON1T

physics.aps.org | © 2020 American Physical Society | October 12, 2020 | Physics 13, 135 | DOI: 10.1103/Physics.13.135   https://physics.aps.org/articles/pdf/10.1103/Physics.13.135

Le but de l’expérience est d’identifier des particules qui attesteraient de l’existence de matière noire. Le projet de recherche conduit au Laboratoire National du Gran Sasso en Italie a pour objet de détecter une particule appelée WIMP? Et la traduction de l’anglais: une mauviette ? Mais non ! : a Weakly Interacting Massive Particule. Il s’agit d’attendre qu’une WIMP passant par le container installé en profondeur et rempli de deux tonnes de Xenon liquide purifié heurte de façon suffisamment forte un atome de Xenon, afin de produire un effet détectable : la libération de photons et d’électrons.

Dans la tranche d’énergie étudiée pour laquelle les chercheurs attendaient 232 événements, ils en ont détecté 285 ! Si ce résultat est significatif, ils ne peuvent pas expliciter leurs données : les 3 interprétations avancées pour ces événements supplémentaires sont:

• des particules émises par le soleil (neutrinos ou axions solaires),

• des « bosons de matière noire » ou

• des traces de contaminants radioactifs.

Cependant comme aucune des réponses n’est concluante, il faudra encore attendre afin d’obtenir d’autres résultats avec d’autres expériences plus performantes. Le XENONnT est en construction ainsi que deux expériences similaires l’une aux Etats-Unis LUX-ZEPLIN et l’autre en Chine PandaX.

Rappel du tableau périodique des éléments:

Le Xénon : Xe

	36Kr  Krypton
53I  Iode   <–	↑   54Xe   ↓	–>    55Cs Césium
	86Rn Radon

Le Xénon fait partie des gaz nobles, il est inodore et incolore. Il est inerte chimiquement (vis-à-vis de la plupart des réactions chimiques), ses couches électroniques sont complètes (2, 8, 18, 18, 8). Son noyau est constitué de 54 protons. Le Xénon possède de nombreux isotopes dont 7 stables.