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 !)____________________________________________________-« 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
LE POUVOIR DE L' IMAGINAIRE(496) :Découvrir experimentalement la "matière noire"...Mais comment ?
Voici la suite !
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-« Je dois rappeler CLARA que le sujet du jour concerne les expérimentations à mener pour détecter la matière noire ….
-« Et que tu as partagé le sujet en trois , PAPY …A savoir il faut détecter des particules , détecter des rayonnements et savoir comment éventuellement remonter grâce à eux à la « matière noire » …
-« Oui , CLARA !Il ne s’agit pas dans un premier temps de prétendre affirmer qu’ on peut s’ en passer ou non…. De modifier ou fortifier ainsi les lois de NEWTON ,EINSTEIN ou de qui que ce soit d’autre . Je veux développer seulement des points de vue d’expérimentateurs à la recherche des conditions d’une « manip optimale »…
‘-« Alors que nous dit la littérature à ce sujet PAPY ?
-« -« Voici un historique ultrarapide des essais de détection directe et ne concernant donc pas les résultats des études astronomiques embarquées :
/ La collaboration DAMA /LIBRA (1995-2002).
/ L expérience EROS (1990-2003)
/ L expérience EDELWEISS (2004 – 2016)
/La collaboration CRESST (2000-2016)
/ La Collaboration PICASSO etc
/COUPP Experiment ...
/Expérience PAMELA.....
Etc
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-« PAPY ? C’est effarant !!!Pourquoi toutes ces précisions ? Ton site ici n’est qu’un site de physique généraliste et plutôt vulgarisateur …Tu ne vas pas te mettre à servir à tes lecteurs des pages de Physics letters ou pire de arXiv…Tes lecteurs ne sont pas des chercheurs ou des expérimentateurs !
-« Ma foi CLARA tu te trompes en partie …Certes, mon âge extrême fait que mes collaborateurs ou collègues à SACLAY ,FONTENAY ou CEA /SIEGE sont tous en retraite ou décédés !!!Mais je vais encore sur place pour avoir de nouveaux contacts …. Et par ailleurs tu peux lire ici dans les commentaires des interventions de chercheurs théoriciens …. Ne t’est-il pas venu à l’idée que si GOOGLE affiche bien plus qu’un million de réponses immédiates sur un simple appel d’ « olivier-4 blogs » , c’est que certains scientifiques ou ingénieurs nous suivent encore assidument ?
-« Bon !Admettons surtout que ton égo te travaille encore à plus de 85 ans ! ……Alors qu’as-tu à dire sur la manip optimale à monter pour détecter cette matière noire ? Ne me noie pas dans les précisions technologiques !
-« A la vue de l’ensemble de tous mes articles précédents, il apparaît qu’une particule candidate
au titre de matière noire non baryonique ( niger materia vulgaris !) doit respecter au moins les propriétés qui découlent du constat actuel , à savoir :
- Elle est obligatoirement neutre de charge, sans quoi elle serait visible via son interaction électromagnétique. Même la réflexion optique banale lui est interdite !
- Si elle interagit avec la matière ordinaire , ce n’est que très faiblement, sans quoi nousl’aurions déjà détectée.
- elle doit être stable à l’échelle de l’âge de l’Univers local , sans quoi nous ne verrions plus seseffets gravitationnels et autres dans les galaxies et amas de galaxies.
- elle doit être suffisamment massive pour rester non relativiste lors de la formation des structures spatiales ( ou alors elle passe dans la catégorie des énergies hybrides du type axions ou tachyons)
- elle doit posséder une densité compatible avec les mesures de Ωnb si elle est produite de manière thermique , c est à dire produite par chocs élastiques ou non ….
Au total , et comme tu le sais l’usage a fortifié le sobriquet de WIMPs (Weakly Interactive Massive Particles), c’est à dire des particules massives interagissant faiblement. Mais je ne l aime pas car ou bien le terme “faiblement” fait spécifiquement référence à l’interaction faible ou bien on a droit à une sémantique « vaseuse » , bonne pour les philosophes !
-A ma connaissance PAPY il n’existe pas de particule respectant l’ensemble descritères cités ci-dessus dans le Modèle standard des particules ou alors tu y fais rentrer de force les3 neutrinos ????
A SUIVRE
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