« La matière noire représente 84 % de la matière de l’univers, mais nous en savons très peu sur elle », a déclaré le professeur Anthony Thomas, professeur principal de physique à l’université d’Adélaïde.

« L’existence de la matière noire a été fermement établie à partir de ses interactions gravitationnelles, mais sa nature précise continue de nous échapper malgré les efforts des physiciens du monde entier. »

« La clé pour comprendre ce mystère pourrait résider dans le photon sombre, une particule massive théorique qui pourrait servir de portail entre le secteur sombre des particules et la matière ordinaire. »

La matière ordinaire, dont nous et notre monde physique sommes constitués, est bien moins abondante que la matière noire : il existe cinq fois plus de matière noire que de matière ordinaire. En savoir plus sur la matière noire est l’un des plus grands défis pour les physiciens du monde entier.

Le photon sombre est une particule hypothétique du secteur caché, proposée comme porteur de force similaire au photon de l’électromagnétisme mais potentiellement connecté à la matière noire. Tester les théories existantes sur la matière noire est l’une des approches adoptées par des scientifiques tels que le professeur Thomas, ainsi que leurs collègues, le professeur Martin White, le Dr Xuangong Wang et Nicholas Hunt-Smith, membres du Centre d’excellence pour l’obscurité du Conseil australien de la recherche (ARC). La physique des particules de matière se poursuit afin d’obtenir plus d’indices sur cette substance insaisissable mais très importante.

« Dans notre dernière étude, nous examinons les effets potentiels qu’un photon sombre pourrait avoir sur l’ensemble des résultats expérimentaux du processus de diffusion profondément inélastique », a déclaré le professeur Thomas.

L’analyse des sous-produits des collisions de particules accélérées à des énergies extrêmement élevées fournit aux scientifiques de bonnes preuves de la structure du monde subatomique et des lois de la nature qui le régissent.

En physique des particules, la diffusion inélastique profonde est le nom donné à un processus utilisé pour sonder l’intérieur des hadrons (en particulier les baryons, tels que les protons et les neutrons), à l’aide d’électrons, de muons et de neutrinos.

« Nous avons utilisé le cadre d’analyse globale de la fonction de distribution de partons de pointe du Jefferson Lab Angular Momentum (JAM), modifiant la théorie sous-jacente pour tenir compte de la possibilité d’un photon sombre », a déclaré le professeur Thomas.

« Notre travail montre que l’hypothèse des photons sombres est préférée à l’hypothèse du modèle standard avec une signification de 6,5 sigma, ce qui constitue la preuve d’une découverte de particules. »