mercredi 21 janvier 2015

LE MONDE SELON LA PHYSIQUE (PHYSICS WORLD) 2015 semaines 1-2 : la matière noire découverte en ITALIE?


J’ai dès le début de l’année  repris contact avec le monde anglo-saxon de la physique  mais les articles de «  célébration » ou de synthèse annuelle ne me semblant pas intéressants   , je ne suis intervenu qu’à partir de la 2 ème semaine .Comme d’habitude je vous propose d’abord  la traduction complète d’  un ou deux  articles sélectionnés  puis les liens qui pourraient vous relier à tous les autres   ( dont je ne vous présenterai qu’ un abstract) .Le jugement que je porte sur mes confrères  m’ est propre  ; je l’assume sans y joindre aucune  insulte ou attaque personnelle   … mais je ne vous prive pas de l’accès direct en anglais des articles non sélectionnés !BON COURAGE

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New calculations support dark-matter discovery by DAMA, say physicists

Annual signal in detector could be explained by a new interaction;;;;;;
 

 

Une revendication ( controversée) par le groupe DAMA et telle  qu'il auraitdétecté la matière noire dans un laboratoire souterrain en Italie pourrait somme  toute, se révéler être vraie  selon des physiciens d' Europe et des  États-Unis. La nouvelle recherche réconcilie la  nouvelle détection revendiquée avec des résultats apparemment négatifs  venant  d'autres expériences, ainsi qu'avec  des preuves indirectes d'astrophysique. Elle propose que la matière noire interagisse avec la matière ordinaire non par l'une des quatre forces fondamentales connues mais à travers une cinquième force médiée par une particule  de type"axion".

 La matière noire serait une substance non encore connue qui n' émet pas de rayonnement électromagnétique mais qui( ce que de nombreuses observations suggèrent )représenterait au moins 80% de la matière dans l'univers. DAMA,est  une collaboration de physiciens d'Italie et de  Chine,  et affirme qu'elle a observé directement la matière noire dans un détecteur à  iodure de sodium situé sous la montagne du Gran Sasso  à l 'Est de Rome. La base de sa revendication  repose sur  une variation saisonnière dans le nombre des petits éclairs de lumière qui doit se produire lorsque la matière noire entre en collision avec les noyaux dans le détecteur. Le groupe fait valoir que cette variation - qui culmine en Juin et a un minimum en Décembre - représente  juste ce qui serait attendu quand  la Terre se déplace à travers un «halo» de la matière noire entourant la Voie Lactée.

 

Découverte  réelle ou effet de fond?

 Après avoir recueilli un énorme  tas de 1,33 tonnes-années de données, DAMA affirme qu'il n'y a pratiquement aucune chance que ses résultats soient un hasard statistique. Elle relève maintenant son  niveau de confiance à  9.3σ, ce qui est bien au-dessus des 5σ habituellement demandées pour toute découverte en physique des particules. Le problème vient de ce  qu'un certain nombre de groupes rivaux opérant  avec différents types de détecteurs ,ont atteint des  sensibilités  qui à ce qu'ils disent, devraient leur avoir  permis de détecter également cette  matière noire, en supposant que la démarche  DAMA soit  correcte, mais qu'ils n 'avaient pourtant  pas réussi à y arriver . Bien qu'il y ait peu de doute que DAMA ait détecté une telle modulation annuelle, de nombreux physiciens contestent  cette interprétation par le  groupe de ses résultats  . Certains soutiennent que la modulation pourrait simplement résulter d' un phénomène de fond qui reste encore à être déterminé. Cependant, comme l'a souligné Eugenio Del Nobile de l'Université de Californie, Los Angeles, ces exclusions reposent sur des hypothèses théoriques sur les types d'interaction qui se produisent  à l'intérieur des détecteurs. Dans leur dernier travail  , Del Nobile et deux collègues - Chiara Arina de l'Université d'Amsterdam et Paolo Panci de l'Institut d'Astrophysique de Paris - ont montré comment un certain type de particules porteuses  de force peut concilier les divers résultats expérimentaux. Contrairement aux particules porteuses de force du modèle standard, qui ont un spin  de 1, la  dite particule est proposée avec un  spin-0. En ce sens, ce serait  comme  pour le boson de Higgs célèbre,  connu comme une particule "scalaire". Cependant, contrairement au boson de Higgs, l'état quantique de la nouvelle particule changerait  lorsque ses coordonnées spatiales seraient inversées, une propriété qu'il gagnerait avec  le titre de  "pseudoscalaire". Cela  le rendrait  également similaire à "l'axion hypothétique", lequel est un autre concurrent de la matière noire.

 

 Un nouveau spin   dans   les interactions

Cette asymétrie rendraient sensibles des collisions entre particules de matière noire entrantes et  noyaux de détecteurs au spin  de ces noyaux. Les protons et les neutrons s' organiseraient en paires avec un spin opposé pour  minimiser l'énergie du noyau, et par conséquent toute interaction impliquerait, au plus, un seul proton ou un neutron non apparié. Cela contrasterait  avec les interactions "indépendantes"du spin  généralement considérées comme ayant lieu à l'intérieur des détecteurs. Celles-ci impliquent une sommation sur tous les protons et les neutrons, et sont donc beaucoup plus fortes -Et  c'est pourquoi certains détecteurs utilisent des cibles lourdes tels que le xénon.

 Pour calculer l'effet de ce  médiateur pseudoscalaire, Del Nobile et ses collègues  ont supposé qu'il  agissait également sur tous les types de quarks - les  quarks étant les composantes fondamentales des protons et des neutrons. Ceci, expliquent-ils, entrainerait  une  interaction  de la  matière noire beaucoup plus forte avec les protons qu'avec  les  neutrons. Et comme ils le soulignent, ceci  serait favorable à  DAMA en tant que   cible  pour matière noire, parce que ses noyaux de sodium et d'iode constitutifs contiennent des  protons impairs. D'autres détecteurs de matière noire utilisent le xénon ou le germanium, qui contiennent des neutrons impairs. Ce serait donc beaucoup moins sensible qu'avec  DAMA et expliquerait pourquoi DAMA  a seule mesuré un signal annuel fort. L'équipe a également montré que l'interaction pseudoscalaire pourrait expliquer un excès de rayons gamma observés au centre de la galaxie en termes d' annihilation de  particules de matière noire. Del Nobile s' arrête  de se disputer  sur le fait  que d' aprés  l'analyse de son groupe, il serait  désormais plus probable que DAMA ait  vu la matière noire, en  mettant en exergue  que le travail consistait à simplifier les propriétés du  halo de la matière noire galactique. Mais il dit que le fardeau de la preuve repose maintenant sur les groupes expérimentaux rivaux  pour  "préciser leurs hypothèses" quand ils  prétendent avoir écarté les résultats DAMA. Il ajoute que le modèle de pseudoscalaire pourrait être testé avec  des  collisionneurs produisant  des mésons K ou B.

 

Complication inutile

Cependant, Juan Collier de l'Université de Chicago estime que Del Nobile et ses collègues pourraient avoircompliqué les choses  inutilement. A la DAMA  le mystère de la matière sombre   a t il été résolu à la fin? Collier, qui a fourni un soutien provisoire à la demande DAMA en observant une modulation annuelle statistiquement limitée sur  les données du détecteur  de matière noire Cogent aux États-Unis, dit que le conflit apparent entre les résultats expérimentaux pourrait être résolu si la matière noire était  susceptible d'entrer en collision avec des électrons plutôt qu'avec  des noyaux. "Cela dit," il ajoute: «Je pense que c'

' est très intéressant de noter que  de tels  auteurs puissent  encore trouver de  la place pour bouger tout en se limitant à des interactions nucléaires de  recul."

La recherche est décrite dans Physical Review Letters. À propos de l'auteur Edwin Cartlidge est un écrivain de science basée à Rome

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 Mon commentaire /LA MATIERE NOIRE RESTE UN SUJET EXCITANT !

Je vous encourage à lire le forum copieux qui  suit cet article  en cliquant sur mon lien  EN TETE

.Je rappelle à mes lecteurs un point qui pourrait être resté obscur sur les valeurs de spin :les «  particules » ou ondes porteuses d’énergie  , telles le photon , le gluon , les  bosons de l’interaction faible W/Z° sont dotées d’un spin de 1 et  le boson de   HIGGS  d’un spin de 0.

Que la forme de matière noire    nouvellement détectée  ait un spin de 0 ,viole la symétrie CP  et soit  reconnu comme  un «  axion »  ne me choque pas spécifiquement  ….. qu’ il s’agisse d’un hybride pseudo scalaire  non plus   encore que je réclame plus de spécifications  sur le contenu  de ce terme….

 Ce qui me choque est l’incertitude  expérimentale qui résulte de la confrontation  des manips  de DAMA  avec toutes les autres précédentes,  ET JE NE SUIS PAS SUR que l’ explication  de la sensibilité de leur détecteur à la matière noire    par  des  protons impairs de l’iodure de sodium  soit la bonne … Cela implique  une   variante à effectuer dans les prochaines manips .

 Je suppose que le promoteur du modèle  OSCAR  aura un commentaire à rajouter  a ce travail de l’équipe de Del Nobile

 A SUIVRE

 

 

 

 

 

 

 
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