La matière noire est-elle encore insaisissable ? Cette particule « impossible » venue de l’espace en serait la clé

Les scientifiques ont détecté en 2023 une particule « impossible ». Sa charge énergétique est si extrême qu’elle bouleverse les modèles établis. Pour tenter de l’expliquer, les chercheurs avancent une hypothèse ambitieuse.

En 2023, la Terre a été frappée par une particule « impossible » : un neutrino. Il a particulièrement intrigué les scientifiques qui l’ont affublé de ce surnom en raison de son niveau d’énergie stupéfiant, à tel point que les chercheurs ne connaissent aucun phénomène cosmique capable de fabriquer une particule aussi violente.

Pour l’expliquer, une équipe de chercheurs de l’Université du Massachusetts à Amherst a avancé une hypothèse audacieuse. Ce neutrino « impossible » proviendrait, selon eux, de l’explosion d’un trou noir primordial. Cela prouverait non seulement leur existence – qui demeure jusqu’à maintenant théorique –, mais cela pourrait également lever le voile sur la matière la plus énigmatique de l’Univers : la matière noire.

Cette particule « impossible » prouverait l’existence des trous noirs primordiaux, mais pas seulement

Pour information, les trous noirs primordiaux sont un type particulier de trou noir théorisé par Stephen Hawking : ils auraient été créés juste après le Big Bang et les étoiles ne seraient pas à l’origine de leur formation. Leur existence reste théorique puisque, même si les scientifiques estiment qu’un trou noir primordial devrait exploser une fois tous les dix ans environ, ils ne sont jamais parvenus à en observer un en train d’exploser directement… Sauf si les neutrinos en étaient les indices et qu’ils n’avaient jamais été décryptés comme tels.

Le physicien a également théorisé un phénomène, baptisé d’après son nom : le rayonnement Hawking – et détectable par les télescopes. Selon lui, plus un trou noir est petit, plus il est chaud et plus il perd de l’énergie avant d’exploser de façon spectaculaire – à l’inverse des trous noirs massifs, donc, auxquels il faudrait près de 10⁶⁷ ans pour atteindre ce stade explosif.

Comme le souligne Space.com, ce neutrino « impossible » a été détecté par un réseau de détecteurs dédié aux neutrinos situé au fond de la mer Méditerranée, KM3NeT ; mais il ne l’a pas été par IceCube, un autre observatoire pourtant spécialisé dans la détection de neutrinos de très haute énergie. Et dans les faits, c’est la première fois qu’une particule aussi chargée en énergie a été observée.

La clé de cette énigme, selon l’équipe, se trouverait dans « des trous noirs primordiaux dotés d’une “charge noire” — que nous appelons trous noirs primordiaux quasi-extrémaux ». Grosso modo, la charge noire serait une force inconnue portée par une particule hypothétique : l’électron noir. Et c’est elle qui confèrerait aux trous noirs primordiaux qui en sont dotés – les quasi-extrêmaux, donc – des propriétés uniques. D’après l’étude, cela pourrait expliquer ce neutrino « impossible », mais aussi dévoiler la véritable nature de l’insaisissable matière noire – les trous noirs primordiaux figurant déjà parmi les candidats possibles, aux côtés des WIMPs.