• Le 12 octobre 2016 à 16h06

  Le pouvoir de l'Imaginaire ( 497) :La matière noire : la recherche de la meilleure manip possible....

    

  Puisque je suppose avoir pu définir des caractéristiques minimalistes pour cette mystérieuse matière  noire des WHIMPS, nous allons regarder maintenant ce que nous savons faire pour  monter une manip  de  détection  expérimentale pertinente  ( « Armons nous ….Mais  partez devant  , lieutenant H  ! » me disait mon «  pitaine »  en rigolant , en Algérie !)

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  -« Pour commencer PAPY, je m’insurge contre ta démarche ! Qui te dit en effet   que ce que tu imagines voir  ( par le calcul !) dans le lointain des galaxies  de  l’Espace astral ou galactique   , tu  doives et surtout que tu puisses le retrouver sur Terre ??? ( CF en outre  le commentaire de  STEPHANE LE CORRE sur voir de près et voir de loin !)

  -« Ta question est logique  CLARA …Mais  je te réponds que nous recherchons  une «  chose »  qui est supposée rester inerte  vis-à-vis  de la matière classique et des interactions  reconnues ….Pourquoi alors ne pas admettre qu’il n’en restera pas quelques « fifrelins » ou «  rejetons » sur notre bonne vieille Terre ?

  -« Bon !Admettons …. Toutefois si tu dois alors repérer  les signaux qu’elle produit   en arrivant sur notre atmosphère terrestre  ,  à quelles  différentes signatures expérimentales des WIMPs devons-nous nous  attendre ?

  -« Je suis contraint alors CLARA  de t’avouer que   la Terre  reçoit de l’espace   la multitude des divers rayonnements qui lui permettent  de vivre   et qu’ il va être quasiment question de repérer une aiguille dans une botte de foin !!  Et là je vais rentrer dans des détails de manip que tout le monde ne  suivra pas !

  -« Tant pis vas –y !E XPLIQUE MOI !

  -« Puisque cette « chose » est « pesante »   , elle va  donc «  se cogner » ( sans «  se coller» )  contre   l’absorbeur de notre  détecteur et  nous allons baser  notre   mesure  sur  l’énergie du recul nucléaire induit par diffusion élastique …..Et c’est là que ça se corse… Il me faudra   alors pouvoir  distinguer les WIMPs de certains voire  de l’ensemble des bruits de fond dont notre Terre est « canardée »  à savoir   atomes , ions ,neutrons  , protons , αβγ, photons   …..!

  Prenons les choses événement par événement possible  

  -1°/ Les WIMPs et les  neutrons interagissent avec les noyaux de l’atome cogné  alors que  les β et γ  interagissent préférentiellement avec les électrons de son cortège électronique  et y  engendrent  des reculs…  Comme notre mesure se fera par  scintillation   les rendements de    la chaleur et  de l’ionisation  vont différer selon la nature du recul. La capacité de discriminer, événement par événement, les reculs nucléaires des reculs  électroniques, nous obligera alors  à une  mesure de l’énergie  pour ces trois cas observables.

  -« Comment  évaluer une chaleur   par scintillation PAPY ?

  -« La quantité de lumière produite peut être reliée à la quantité d'énergie apportée par la particule ayant interagi dans le matériau scintillant : l'énergie  est reliée au  nombre des particules ayant interagi ,  CLARA …Mais on peut également   penser à utiliser une calorimétrie  à  trésgrande sensibilité  ( CF  le  LHC/CERN )……

  
  

  -2°/ Si l’énergie moyenne déposée par unité de distance parcourue  dans le matériau  de détection  est supérieure pour les WIMPs et les neutrons que pour les β et γ  alors une  détection  de  sensibilité avec  la longueur du dépôt d’énergie permettra de s’affranchir de la majeure partie du bruit de fond.

  —-3°/Compte tenu de ce que l’on n’observe pas   il est pertinent de supposer que les WIMPs ont une très faible section efficace d’interaction ….A contrario  pour  les neutrons, il est hautement improbable qu’ils donnent lieu à des coïncidences dans différents détecteurs. Un recul nucléaire multiple peut ainsi être attribué à un neutron et non pas  à un WIMP.

  -4°/ Les WIMPs auraient une très grande longueur d’interaction, ce qui n’est pas le cas des γ durs  et des β, α  RX et γ mous. On pourrait  donc  s’attendre à ce que les événements de détection de  chocs de  WIMPs soient uniformément répartis …..Et, alors à condition que   le volume du détecteur soit suffisant à  ce que ces  bruits αβγ RX  de déroulent en surface d’entrée . La  discrimination de ce bruit de fond  par sélection des événements tout au long des tranches  du volume interne du détecteur devient possible.

  -5°/ Je dois enfin reconnaitre  CLARA que la Terre subit un « canardage cosmique »  où les muons , ces électrons    lourds  prennent  part  Le temps de vie moyen d'un muon est de 2 millionième de seconde. Ce temps de vie parait très court, mais il est suffisant pour permettre de longs parcours dans l'atmosphère.. L’identification d’un muon en coïncidence avec un recul nucléaire indique que ce dernier aura pour originel’interaction dans le détecteur d’un neutron induit par le muon.

  -Es-tu sur PAPY    d’avoir fait le tour  de tout ce qui nous tombe dessus et qui ne sera pas matière noire  ???

  -« Hélas non ! D’autres signatures expérimentales sont également possibles… VOIR FIGURE.

  

  -« Alors que fait-on ????

   A suivre