Scences.Energies.Environnement/Le Monde selon la physique/ 2020 WEEK 24 P6

Récemment , nous discutions avec DOMINIQUE MAREAU de matière noire …Eh bien ma traduction du jour  de PHYS ORG/SCIENCE      vous en parlera de nouveau !

88888888888888888888888888888888888888

8NE 17, 2020

Observation of excess events in the XENON1T dark matter experiment

by Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe8

888888888888888888888888888

Observation des événements en excès dans l'expérience de la matière noire XENON1T

par l'Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l'univers

PHOTO/Le détecteur XENON1T. Visible est l'ensemble inférieur de tubes photomultiplicateurs et la structure en cuivre qui crée le champ de dérive électrique. Crédit: Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l'univers

Les scientifiques de la collaboration internationale XENON, un groupe expérimental international comprenant le Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), University of Tokyo; l'Institut de recherche sur les rayons cosmiques (ICRR), Université de Tokyo; l'Institut de recherche environnementale espace-terre (ISEE), Université de Nagoya; l'Institut Kobayashi-Maskawa pour l'origine des particules et de l'univers (KMI), Université de Nagoya; et la Graduate School of Science de l'Université de Kobe …

 ont annoncé aujourd'hui que les données de leur XENON1T, l'expérience de matière noire la plus sensible au monde, montrent un excès surprenant d'événements. Les scientifiques ne prétendent pas avoir trouvé de matière noire. Mais  en contrepartie ils ont observé un taux d'événements inattendu, dont la source n'est pas encore entièrement comprise. La signature de l'excès est similaire à ce qui pourrait résulter d'une minuscule quantité résiduelle de tritium (un atome d'hydrogène avec un proton et deux neutrons), mais pourrait également être le signe de quelque chose de plus excitant, comme l'existence d'une nouvelle particule connue comme un  axion solaire ou i une ndication de propriétés inconnues des neutrinos.

XENON1T a été opéré en profondeur dans les laboratoires INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italie, de 2016 à 2018. Il a été principalement conçu pour détecter la matière noire, qui représente 85% de la matière dans l'univers. Jusqu'à présent, les scientifiques n'ont observé que des preuves indirectes de la matière noire et une détection directe et définitive n'a pas encore été effectuée. Les soi-disant WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) sont parmi les candidats théoriquement préférés, et XENON1T a jusqu'à présent fixé la meilleure limite sur leur probabilité d'interaction sur une large gamme de masses WIMP. En plus de la matière noire WIMP, XENON1T était également sensible à différents types de nouvelles particules et interactions qui pourraient expliquer d'autres questions ouvertes en physique. L'année dernière, à l'aide du même détecteur, ces scientifiques ont publié dans Nature l'observation de la désintégration nucléaire la plus rare jamais mesurée directement.

Le détecteur XENON1T était rempli de 3,2 tonnes de xénon liquéfié ultra-pur, dont 2,0 t servaient de cible pour les interactions des particules. Lorsqu'une particule traverse la cible, elle peut générer de minuscules signaux de lumière et des électrons libres à partir d'un atome de xénon. La plupart de ces interactions se produisent à partir de particules connues existantes . Les scientifiques ont donc soigneusement évalué le nombre d'événements de fond dans XENON1T. Lorsque les données de XENON1T ont été comparées à des antécédents connus, un surprenant excès de 53 événements par rapport aux 232 événements attendus a été observé.

Cela soulève une question passionnante: d'où vient cet excès ?

PHOTO/ Une explication pourrait être une nouvelle source de bruit de fond, auparavant non prise en compte, causée par la présence de petites quantités de tritium dans le détecteur XENON1T. Le tritium, un isotope radioactif de l'hydrogène, se désintègre spontanément en émettant un électron avec une énergie similaire à celle observée. Seuls quelques atomes de tritium pour 1025 (10 000 000 000 000 000 000 000 000 000!) d’atomes de xénon seraient nécessaires pour expliquer l'excès. Actuellement, aucune mesure indépendante ne peut confirmer ou infirmer la présence de tritium à ce niveau dans le détecteur, de sorte qu'une réponse définitive à cette explication n'est pas encore possible.

 

Plus excitant, une autre explication pourrait être l'existence d'une nouvelle particule. En fait, l'excès observé a un spectre d'énergie similaire à celui attendu  pour des axions produits dans le Soleil. Les axions sont des particules hypothétiques qui ont été proposées pour préserver une symétrie d'inversion du temps de la force nucléaire, et le Soleil pourrait en être une source importante. Bien que ces axions solaires ne soient pas des candidats à la matière noire, leur détection marquerait la première observation d'une classe de nouvelles particules bien motivée mais jamais observée, avec un impact important sur notre compréhension de la physique fondamentale, mais aussi sur les phénomènes astrophysiques. De plus, les axions produits dans le premier univers pourraient également être la source de matière noire.

Alternativement, l'excès pourrait également être dû à des neutrinos, dont des billions traversent votre corps, sans entrave, chaque seconde. Une explication pourrait être que le moment magnétique (une propriété de toutes les particules) des neutrinos est supérieur à sa valeur dans le modèle standard des particules élémentaires. Ce serait un indice fort pour une autre nouvelle physique nécessaire pour l'expliquer.

Des trois explications envisagées par la collaboration XENON, l'excès observé est le plus cohérent avec un signal d'axion solaire. En termes statistiques, l'hypothèse de l'axion solaire a une signification de 3,5 sigma, ce qui signifie qu'il y a environ 2/10 000 chances que l'excès observé soit dû à une fluctuation aléatoire plutôt qu'à un signal. Bien que cette signification soit assez élevée, elle n'est pas encore  assez grande pour conclure à l'existence d'axions. La signification des hypothèses du moment magnétique du tritium et du neutrino correspond à 3,2 sigma, ce qui signifie qu'elles sont également cohérentes avec les données.

Le XENON1T passe maintenant à sa prochaine phase, le XENONnT, avec une masse de xénon actif trois fois plus grande et un arrière-plan qui devrait être inférieur à celui du XENON1T. Avec de meilleures données de XENONnT, la collaboration XENON est convaincue qu'elle découvrira bientôt si cet excès est un simple coup de chance statistique, un contaminant de fond ou quelque chose de bien plus excitant: une nouvelle particule ou interaction qui va au-delà de la physique connue.

88888888888888888

Explore further

Dark matter detector observes rarest event ever recorded

More information: Observation of Excess Events in the XENON1T Dark Matter Experiment, www.science.purdue.edu/xenon1t … n1tlowersearches.pdf

Journal information: Nature

Provided by Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe

88888888888888888888888888888

 Mes commentaires

Allez ! J'y vais de ce qui me reste de mes 6 années de latin!!!: Errare,humaum est ….SED PERSEVERARE DIABOLICUM  EST ! "    

C e n’est pas  à mon avis  en augmentant la quantité de xénon  qu  ‘on résoudra  le problème d’une explication tranchante !

Personnellement   je ne vois pas la matière noire  expliquée  par une expérimentation  de labo fut –t-elle protégée de l’extérieur par une grosse montagne !

 Chers théoriciens  remuez vos méniges!