La matière noire, cette énigme cosmique qui constitue environ 27% de la masse totale de l’univers, fascine les scientifiques au plus haut point. Invisible, elle n’émet ni ne réfléchit la lumière ; elle reste insaisissable et pourtant son influence gravitationnelle est marquante pour la structure des galaxies et du cosmos. En 2025, des expériences révolutionnaires comme MADMAX, DarkSide-20k, la mission spatiale Jovian-1 devraient permettre de réaliser une avancée spectaculaire dans la détection de la matière noire.
1-Qu’est-ce que la matière noire et pourquoi est-elle cruciale ?
Au début des années trente, l’astrophysicien Fritz Zwicky a pour la première fois émis l’hypothèse de la matière noire, après avoir mis à jour des anomalies gravitationnelles dans les mouvements des galaxies. Elle échappe à la détection directe, car à la différence de la matière ordinaire, elle ne s’illumine pas lorsqu’elle se trouve en présence de lumière ; mais elle joue un rôle crucial en maintenant les étoiles dans les galaxies, en leur fournissant la force d’attraction, pour éviter qu’elles ne s’échappent dans l’espace. En 2025, la communauté scientifique travaille activement dans la direction de particules candidates telles que les WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) ou les axions considérées certes comme les hauts potentiels pour élucider la question de la matière noire.
2-Les défis de la détection de la matière noire
La détection de la matière noire constitue un défi de taille autant technologique que conceptuel. Les particules candidates au rôle de matière noire interagissent si faiblement avec la matière ordinaire qu’elles parviennent à traverser la Terre sans provoquer d’impact. Les détecteurs doivent donc être propices à une ultra-sensibilité, tout en étant protégés des perturbations extérieures, parmi lesquelles les rayons cosmiques. C’est bien la raison pour laquelle bon nombre d’expériences sont conduites dans des laboratoires souterrains, au faible bruit de fond. En 2025, il s’avérerait qu’à force d’avancées technologiques et de pratiques innovantes, ces obstacles seraient en partie levés et le chemin vers une détection directe serait ainsi mieux balisé.
3-MADMAX : Une révolution dans la chasse aux axions
Le projet MADMAX (Magnetized Disc and Mirror Axion eXperiment) représente l’une des expériences les plus prometteuses de 2025. S’attachant à un haloscope diélectrique, MADMAX exploite la possibilité d’amplifier des signaux en provenance de particules ultralégères, telles que les axions ou les photons sombres à l’aide de disques de saphir et de miroirs. En effet, si celles-ci existent, elles pourraient passer en présence de champs magnétiques puissants en photons détectables. Au mois de mai 2025, l’expérience MADMAX a enregistré un signal inédit autour de 20 GHz, excluant un certain nombre de gammes de masse pour les photons sombres avec une précision inédite. Même si cela ne constitue pas une détection directe, cette avancée technique valide la démarche prise et ouvre la voie à d’autres travaux.
4-DarkSide-20k : Une sensibilité accrue pour traquer les WIMPs
Le détecteur DarkSide-20k, en cours de construction, figure parmi les projets phares de 2025. Son fonctionnement repose sur du xénon liquide, mais il utilise également des matériaux fluorescents et réfléchissants mis au point dans le cadre du projet DarkWave, permettant d‘améliorer radicalement la collecte de lumière du détecteur afin de le rendre plus sensible aux éventuels effets des collisions entre WIMPs et matière ordinaire. Dans un laboratoire souterrain, son installation permet de réduire le bruit de fond et par conséquent les chances de détecter des collisions rares. Les résultats de tests exécutés à Varsovie sur matériaux et photosenseurs cryogéniques renforcent l’optimisme autour de ce projet.
5-Jovian-1 : La matière noire traquée depuis l’espace
À l’horizon 2025, le projet Jovian-1 orchestré par l’université de Southampton, fait émerger une approche complètement inédite. En effet, il consiste en la conduite d’une experimente dans l’espace avec le déploiement en basse orbite d’un détecteur qui devrait éviter des perturbations qui affectent souvent les mesures effectuées sur Terre. Ce détecteur dans l’espace sera reposé sur la lévitation de graphite entre des aimants en apesanteur, et permettant donc l’étude de perturbations de très faibles amplitudes, pouvant possiblement être causées par ce qui pourrait s’apparenter à un « vent de matière noire ». Le projet Jovian–1 est programmé pour 2 ans de mesures à compter du lancement prévu en 2025, et pourrait représenter un superbe argument pour l’existence de la matière noire, ou faire précisément l’inverse en invalidant en toutes ou parties certains modèles actuels.
En ce début d’année 2025, la recherche de la matière noire représente l’essence même de l’esprit scientifique qui est de remplir ce qui reste inconnu. Les projets MADMAX, DarkSide-20k, Jovian-1… mélangeant audace et rigueur, rapprochent l’humanité d’une potentielle découverte bouleversante de la compréhension du cosmos. En attendant, ces expériences apprennent à connaître un peu mieux les mystères du cosmos tout en exaltant la curiosité et l’imaginaire des peuples.
