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CosmologieDivision de recherche

Matière noire et énergie noire

Déchiffrage de la structure cosmique invisible à 95 % qui propulse l'expansion et le regroupement galactique.

Matière noire et énergie noire
Fraction d'énergie noire68.3%
Fraction de matière noire26.8%
Fraction de matière ordinaire4.9%
Constante de Hubble (fond diffus cosmologique)67,4 ± 0,5 km/s/Mpc

Le Cosmos invisible à 95%

Les mesures cosmologiques issues du fond diffus cosmologique (Planck), des oscillations acoustiques baryoniques et des supernovae de type Ia démontrent que notre univers subit une expansion accélérée, pilotée par l'énergie noire (quantifiée par la constante cosmologique Lambda ou des champs de quintessence évolutifs). Simultanément, les courbes de rotation des galaxies et le lentillage gravitationnel faible révèlent d'immenses halos de matière noire invisibles, sondés par des détecteurs souterrains au xénon/argon et des télescopes spatiaux à grand champ tels qu'Euclid et Roman.

Découvertes majeures

Publication des oscillations acoustiques de baryons de la première année du DESI

2024

Relevé spectroscopique de 6 millions de galaxies suggérant un comportement potentiel de l'énergie noire variant dans le temps à z > 0,8.

Premier relevé ultra-profond du télescope spatial Euclid

2024

Publication de cartes de cisaillement cosmique 3D cartographiant des milliards de galaxies pour retracer le squelette de la matière noire.

Limites record de détection directe LZ (LUX-ZEPLIN)

2023

Établissement des contraintes les plus sensibles au monde sur les sections efficaces indépendantes du spin WIMP-nucléon jusqu'à 10⁻⁴⁸ cm².

Sondes cosmologiques et méthodologies

Lentille gravitationnelle faible et cisaillement cosmique

Mesure la distorsion statistique des formes de galaxies d'arrière-plan provoquée par les structures de matière noire d'avant-plan.

Détecteurs cryogéniques profonds à liquide noble

Utilise des chambres à projection temporelle au xénon liquide isolées dans des mines profondes pour détecter de rares reculs subatomiques.

Règles étalons des oscillations acoustiques de baryons (BAO)

Utilise les échelles d'horizon acoustique figées dans le regroupement des galaxies comme étalons de mesure cosmologiques.

La tension de Hubble et les questions du secteur sombre

La matière noire est-elle composée de WIMPs (particules massives à faible interaction), d'axions ultralégers ou de trous noirs primordiaux ?
L'équation d'état de l'énergie sombre (w = P/ρ) reste-t-elle constante à exactement w = -1, ou évolue-t-elle dynamiquement au cours du temps cosmique ?
Qu'est-ce qui cause la « tension de Hubble » entre les projections du CMB de l'univers jeune (H0 ≈ 67,4 km/s/Mpc) et les mesures des céphéides/supernovae de l'univers tardif (H0 ≈ 73,0 km/s/Mpc) ?
Comment les filaments de matière noire façonnent-ils le réseau cosmique de filaments et de vides cosmiques sur des milliards d'années-lumière ?

Principaux relevés observationnels

DESI (Télescope Mayall)
Télescope spatial Euclid de l'ESA
Observatoire Vera C. Rubin (LSST)
Détecteur LUX-ZEPLIN
SuperCDMS