Le laboratoire le plus profond du monde à la recherche de matière noire à 2,4 kilomètres sous terre
La province du Sichuan abrite des pandas, de la bonne cuisine et le laboratoire le plus profond du monde.
À environ 2 400 mètres sous les monts Jinping, dans la province chinoise du Sichuan, le laboratoire le plus profond du monde élucide tranquillement les mystères de l’univers.
Le laboratoire souterrain China Jinping Underground Laboratory (CJUL) est devenu pleinement opérationnel en décembre 2023, ravissant le titre de « laboratoire le plus profond du monde » à un autre laboratoire de matière noire appelé SNOLAB, situé à environ 2 000 mètres sous la surface de l’Ontario, au Canada.
En plus d’être le plus profond du monde, le CJUL est également le plus grand laboratoire souterrain du monde, avec une superficie totale de 330 000 mètres cubes.
Il sert de plaque tournante à de nombreux projets de recherche et universités qui mènent plusieurs expériences différentes, toutes visant à répondre à une question : qu’est-ce que la matière noire ?
La matière noire n’émet pas, n’absorbe pas et ne reflète pas la lumière, ni aucune autre forme de rayonnement électromagnétique, ce qui la rend « invisible » et difficile à détecter. Nous savons cependant qu’elle existe, car nous pouvons observer l’effet gravitationnel qu’elle semble avoir sur la matière visible.
Entre 1 et 10 % de l’univers est constitué de matière atomique « normale », tandis que le reste est composé d’énergie noire et de matière noire.
L’une des meilleures approches pour découvrir cette matière mystérieuse est de se rendre sous terre. Les laboratoires sur la matière noire sont généralement situés sous la Terre afin de les protéger des rayons cosmiques et autres radiations de fond qui bombardent la surface. Ces particules à haute énergie peuvent interférer avec les détecteurs sensibles utilisés pour rechercher les interactions de la matière noire, créant ainsi de faux signaux qui brouillent les pistes.
Le fait d’aller sous terre n’efface pas totalement ce problème. Le radon est un gaz radioactif qui s’infiltre constamment dans les roches environnantes et qui peut constituer une source majeure d’interférence dans les expériences menées en profondeur. C’est pourquoi la surface du CJPL est recouverte d’une épaisse couche de matériaux spéciaux qui bloquent 99 % du radon.
Dans les profondeurs du CJUL, à l’abri de kilomètres de roche, le taux de rayons cosmiques est inférieur à 0,2 muons/m2/jour, ce qui en fait le laboratoire souterrain le mieux protégé au monde. Ce cadre idéal offre la possibilité de recueillir certaines des informations les plus précises sur la matière noire.
Les États-Unis disposent d’une installation similaire, le Sanford Underground Research Facility, situé à 1 478 mètres sous les Black Hills, dans le Dakota du Sud.
Les scientifiques n’ont pas encore réussi à détecter directement la matière noire – nous ne connaissons même pas ses propriétés précises – mais ce sont des laboratoires souterrains comme le CJUL et le laboratoire de Sanford qui ouvrent la voie vers l’inconnu.
« Que nous trouvions ou non de la matière noire, chaque pas que nous faisons est un pas vers l’inconnu, donc chaque petit pas en avant est un grand pas en avant », a déclaré Liu Jianglai, scientifique en chef du groupe PandaX, l’un des projets de recherche du CJUL, dans un communiqué.
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Source : IFLScience – Traduit par Anguille sous roche
