Des chercheurs annoncent une avancée dans la détection quantique de la matière noire
Des scientifiques ont développé un nouveau capteur quantique qui pourrait améliorer la recherche de particules de matière noire insaisissables. L'innovation, détaillée dans une étude récente, promet d'améliorer la sensibilité dans la détection des particules massives à interaction faible, ou WIMPs. Cette avancée s'appuie sur des décennies de recherche en physique des particules.
Une équipe de physiciens de l'Université de Zurich et des collaborateurs au CERN a dévoilé un nouveau capteur quantique conçu spécifiquement pour la détection de matière noire le 1er octobre 2025. L'appareil utilise des dispositifs d'interférence quantique supraconducteurs (SQUIDs) pour mesurer des fluctuations minimes du champ magnétique potentiellement causées par des WIMPs traversant la Terre.
La recherche, publiée dans la revue Nature, découle d'expériences menées au cours des trois dernières années à l'installation du Grand collisionneur de hadrons (LHC). La chercheuse principale, Dr Elena Rossi, a expliqué l'importance : « Ce capteur atteint une réduction du bruit de 50 % par rapport aux technologies précédentes, nous permettant de sonder plus profondément l'espace des paramètres où la matière noire pourrait se cacher. » L'étude rapporte que le capteur a détecté des signaux anormaux dans 15 % des essais, bien que des vérifications supplémentaires soient nécessaires.
Le contexte de fond révèle que la matière noire, qui constitue environ 27 % de la masse-énergie de l'univers, reste indétectée malgré des efforts extensifs depuis les années 1970. Les détecteurs traditionnels comme ceux de l'expérience Xenon1T ont donné des résultats nuls, incitant à des innovations dans les technologies quantiques. Cette nouvelle approche intègre l'intrication quantique pour amplifier les signaux, une méthode théorisée pour la première fois en 2018.
Les implications sont profondes pour la cosmologie et la physique des particules. Si confirmée, le capteur pourrait valider le modèle WIMP, remodelant les théories sur la formation de l'univers. Cependant, des défis persistent : l'équipe note que le bruit environnemental des rayons cosmiques a interféré dans 20 % des mesures, nécessitant des laboratoires souterrains blindés pour les déploiements futurs.
Le co-auteur, Prof. Marcus Klein, a ajouté : « Bien que prometteur, ce n'est que le début ; l'agrandissement exigera une collaboration internationale. » Le projet a reçu un financement du Conseil européen de la recherche, avec des prototypes déjà installés au Laboratoire national Gran Sasso en Italie. Aucune contradiction directe n'apparaît dans le rapport, car l'étude s'aligne sur les données précédentes du LHC.
Ce développement arrive au milieu d'un intérêt croissant pour les applications quantiques au-delà de l'informatique, potentiellement accélérant les découvertes en physique fondamentale.