Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées

Le détecteur XENON1T divulgue ses premiers résultats

L’expérience XENON1T, dans laquelle est impliquée le laboratoire SUBATECH, divulgue à la communauté scientifique internationale ses premiers résultats, obtenus après une trentaine de jours d’observation. Ils ont été montrés par la porte-parole Elena Aprile lors de la conférence 13th Patras Workshop on Axions, WIMPs and WISPs, en Grèce. XENON1T se positionne alors comme le détecteur de particules de matière noire le plus sensible jamais construit.

La Matière Noire est l'un des constituants fondamentaux de l'Univers, cinq fois plus abondante que la matière ordinaire. Plusieurs mesures astronomiques suggèrent sa présence mais aucune mesure sur Terre n’a encore pu confirmer son existence. L’effort expérimental est mondial pour détecter, de manière directe, l’interaction des particules élémentaires constituant la Matière Noire avec la matière ordinaire, qui compose les détecteurs extrêmement sensibles. Cependant, ces interactions sont si faibles qu'elles ont, jusqu’à présent, échappé à une détection directe, obligeant les scientifiques à construire des détecteurs de plus en plus imposants. La collaboration XENON, qui avec XENON100 avait déjà rapporté d’excellents résultats depuis plusieurs années, est maintenant à nouveau aux avant postes avec XENON1T comme fer de lance de la compétition mondiale. Le résultat de ses premières observations (avec une trentaine de jours de prise de données) montre que ce détecteur possède un niveau de bruit de fond exceptionnellement bas. Avec une masse totale d'environ 3200 kg, XENON1T est le plus grand détecteur de ce type jamais construit. La combinaison de sa taille considérable et d’un ultra-bas bruit de fond se traduit par un excellent potentiel de découverte pour les années à venir.

Une phase d’installation de la TPC en salle blanche (Photo : Enrico Sacchetti)

XENON1T dans la Salle B du Laboratoire du Gran Sasso. La TPC est située à l’intérieur du grand réservoir d’eau visible à gauche (Photo : Roberto Corrieri et Patrick De Perio)

En dépit de la brièveté de la première exposition qui n’a duré qu’une trentaine de jours, la sensibilité de XENON1T a déjà dépassé celle de toutes les autres expériences. En imposant une limite de \(7.7×10^{−47}\text{cm}^2\) pour une masse de 35 \(\text{GeV/c}^{\text{2}}\) (voir figure 1), les WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) n’ont pas été révélés dans cette première recherche, mais l’expérience vient juste de commencer ! XENON1T continue d'accumuler d'excellentes données qui permettront à nouveau de tester l'hypothèse de WIMP dans une région de masse et de section efficace d’interaction jamais explorée.

Limite (90% CL) de la section efficace SI WIMP-nucleon en fonction de la masse du WIMP. Les bandes de sensibilité à 1σ et 2σ sont représentées en vert et jaune .

Références : https://arxiv.org/pdf/1705.06655.pdf

Pour en savoir plus : xenon1t.org

Contact à SUBATECH : Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.