Re: La matière noire toujours aussi obscure

[Hector01Equipe du forum]

Bonsoir.
Cette quête de la matière noire me fait songer à l'impossible situation d'un effet sans cause, donc à un affront qui serait fait au principe de raison suffisante (en gros, pas d'effet sans cause).

En médecine par exemple, il se peut qu'on ne sache dire quelles sont la ou les causes d'une maladie, mais ce n'est pas parce que la cause est indéterminée, qu'elle n'est pas présente dans le corps et/ou dans son environnement (héritage génétique inclus).

Maintenant on commence à entendre des hypothèses qui situeraient la matière noire à l'extérieur de notre univers, c'est-à-dire que l'effet serait ici (la gravité) et la cause ailleurs (la matière). On remet sur le tapis la question d'univers dits parallèles, pour se tirer d'affaire.

[InvitéInvité]

NIST's light-sensing camera may help detect extraterrestrial life, dark matter

Proposition de traduction avec DeepL

La caméra de détection de la lumière du NIST peut aider à détecter la vie extraterrestre, la matière sombre, l'eau et la poussière.

Micrographie de la caméra haute résolution du NIST composée de 1 024 capteurs qui comptent les photons individuels, ou particules de lumière. La caméra a été conçue pour les futurs télescopes spatiaux à la recherche de signes chimiques de vie sur d'autres planètes. Le réseau de capteurs 32 x 32 est entouré de fils roses et dorés qui se connectent à l'électronique qui compile les données.
Les chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont fabriqué l'un des appareils photo les plus performants jamais construits avec des capteurs qui comptent les photons simples, ou particules de lumière.

Avec plus de 1 000 capteurs, ou pixels, la caméra du NIST pourrait être utile dans les futurs télescopes spatiaux à la recherche de signes chimiques de vie sur d'autres planètes, et dans de nouveaux instruments conçus pour rechercher la "matière noire" insaisissable que l'on croit constituer la plupart des "choses" de l'univers.

Décrite dans Optics Express, la caméra est constituée de capteurs constitués de nanofils supraconducteurs, capables de détecter des photons individuels. Ils sont parmi les meilleurs compteurs de photons en termes de vitesse, d'efficacité et de plage de sensibilité des couleurs. Une équipe du NIST a utilisé ces détecteurs pour démontrer, par exemple, " l'action effrayante d'Einstein à distance ".

Les détecteurs à nanofils ont également les taux de comptage d'obscurité les plus bas de tous les types de capteurs à photons, ce qui signifie qu'ils ne comptent pas les faux signaux causés par le bruit plutôt que les photons. Cette fonction est particulièrement utile pour les recherches de matière noire et l'astronomie spatiale.

Mais des caméras avec plus de pixels et des dimensions physiques plus grandes qu'auparavant sont nécessaires pour ces applications, et elles doivent également détecter la lumière à l'extrémité extrême de la bande infrarouge, avec des longueurs d'onde plus longues que celles actuellement disponibles.

La caméra du NIST est de petite taille, un carré de 1,6 millimètre de côté, mais rempli de 1 024 capteurs (32 colonnes par 32 rangées) pour produire des images haute résolution. Le principal défi était de trouver un moyen de rassembler et d'obtenir des résultats à partir d'un si grand nombre de détecteurs sans surchauffer.

Les chercheurs ont étendu une architecture de "lecture" qu'ils avaient déjà démontrée avec une caméra plus petite de 64 capteurs qui additionne les données des rangées et des colonnes, une étape vers la satisfaction des exigences de la National Aeronautics and Space Administration (NASA).

"Ma principale motivation pour fabriquer cette caméra est le projet du télescope spatial Origins de la NASA, qui étudie l'utilisation de ces réseaux pour analyser la composition chimique des planètes en orbite autour des étoiles à l'extérieur de notre système solaire ", a déclaré Varun Verma, ingénieur électronique du NIST. Chaque élément chimique de l'atmosphère de la planète absorberait un ensemble unique de couleurs, a-t-il souligné.

"L'idée est d'observer les spectres d'absorption de la lumière qui traverse le bord de l'atmosphère d'une exoplanète lorsqu'elle passe devant son étoile mère ", explique Verma.

"Les signatures d'absorption vous renseignent sur les éléments de l'atmosphère, en particulier ceux qui peuvent donner naissance à la vie, comme l'eau, l'oxygène et le dioxyde de carbone. Les signatures de ces éléments se situent dans le spectre infrarouge moyen à lointain, et il n'existe pas encore de réseaux de détecteurs à un seul photon pour cette région du spectre, alors nous avons reçu un petit montant de financement de la NASA pour voir si nous pourrions aider à résoudre ce problème.

Verma et ses collègues ont obtenu un grand succès de fabrication, avec 99,5 % des capteurs fonctionnant correctement. Mais l'efficacité du détecteur à la longueur d'onde souhaitée est faible. L'accroissement de l'efficacité est le prochain défi à relever. Les chercheurs espèrent également fabriquer des caméras encore plus grosses, peut-être avec un million de capteurs.

D'autres applications sont également possibles. Par exemple, les caméras NIST peuvent aider à trouver la matière noire. Les chercheurs du monde entier n'ont pas réussi à trouver ce qu'on appelle des particules massives à interaction faible (WIMPs) et envisagent de chercher de la matière noire avec une énergie et une masse inférieures. Les détecteurs supraconducteurs à nanofils sont prometteurs pour compter les émissions de matière noire rare à basse énergie et distinguer les signaux réels du bruit de fond.

La nouvelle caméra a été fabriquée dans le cadre d'un processus complexe à l'installation de microfabrication du NIST à Boulder, Colorado. Les détecteurs sont fabriqués sur des plaquettes de silicium coupées en dés dans des puces. Les nanofils, faits d'un alliage de tungstène et de silicium, mesurent environ 3,5 millimètres de long, 180 nanomètres (nm) de large et 3 nm d'épaisseur. Le câblage est fait de niobium supraconducteur.

Les performances de la caméra ont été mesurées par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) du California Institute of Technology à Pasadena, Californie. JPL dispose de l'électronique nécessaire grâce à ses travaux sur les communications optiques dans l'espace lointain.

Les travaux ont été soutenus par la NASA et la Defense Advanced Research Projects Agency.


Source : Spacedaily.com