C'est une triste réalité : on n'a jamais assez de temps pour couvrir toutes les histoires scientifiques intéressantes que l'on croise. Alors chaque mois, on met en lumière une poignée des meilleures histoires qui ont failli passer à travers les mailles du filet. La liste de septembre comprend un indice alléchant de l'insaisissable matière noire au détecteur LUX-ZEPLIN ; des bosons Z intriqués au Grand collisionneur de hadrons ; un usage possible de substances psychoactives au Pléistocène tardif ; et une description technique intrigante d'un télescope attribué à Galilée.

Les physiciens pensent que la matière noire constitue environ 85 % de la matière de notre univers, le candidat le plus solide (mais pas le seul) étant les fameuses particules massives à interaction faible (WIMP). Mais détecter directement les WIMP, ou d'autres particules hypothétiques alternatives de matière noire, échappe aux physiciens depuis des décennies. Nous pourrions toutefois avoir un premier aperçu, grâce au détecteur LUX-ZEPLIN enfoui profondément dans une mine d'or du Dakota du Sud. Ces résultats potentiellement excitants ont été présentés lors d'un exposé scientifique à la conférence TeV Particle Astrophysics 2026 au Japon, avec une prépublication disponible sur arXiv. (Elle a été soumise à Physical Review Letters pour évaluation par les pairs.)

L'annonce est venue avec de solides mises en garde : le signal n'est qu'un indice, bien en dessous du seuil nécessaire pour confirmer une découverte, et pourrait n'être qu'un hasard statistique. Quiconque suit régulièrement l'actualité de la matière noire sait que les anomalies alléchantes du passé se sont évaporées à mesure que davantage de données arrivaient. Mais l'équipe LUX-ZEPLIN n'a pas pu expliquer cet événement et a décidé de rapporter son résultat à la communauté physique au sens large. Elle continue de collecter des données, tout comme XENONnT au Laboratoire national du Gran Sasso en Italie. Et le détecteur chinois PandaX est actuellement en construction.

S'il s'avère qu'il s'agit d'un WIMP ayant frappé un noyau de xénon, ce n'est pas ce que les physiciens prédiraient. L'événement avait une énergie de recul nucléaire plus élevée que prévu, ce qui signifie que le détecteur aurait aussi dû capter plusieurs WIMP de plus faible énergie ; ce ne fut pas le cas. Cela pousse les théoriciens à se creuser la tête pour proposer des modèles alternatifs. Peut-être que le taux d'interaction augmente avec l'énergie de collision. Ou peut-être que les WIMP ont une structure interne, comme un atome, et n'interagissent que si on les frappe assez fort. Ou encore que leur couplage à la matière ordinaire dépend de leur impulsion.

arXiv, 2026. DOI : 10.48550/arXiv.2609.02823 (À propos des DOI).

Le physicien de l'Université Cornell N. David Mermin a un jour décrit l'intrication quantique comme « la chose la plus proche de la magie que nous ayons », car elle signifie que des perturbations dans une partie de l'univers peuvent affecter instantanément d'autres parties distantes de l'univers, contournant en quelque sorte la limite cosmique de la vitesse de la lumière. Albert Einstein l'a mémorablement surnommée « action fantomatique à distance ». Aujourd'hui, l'intrication est le fondement de l'informatique quantique et des capteurs de nouvelle génération, entre autres applications.

Maintenir l'intrication quantique est généralement un processus délicat ; toute interférence peut faire décohérer rapidement les particules intriquées. Malgré cela, en 2023, des physiciens ont trouvé des preuves d'intrication entre des paires de quarks top produits à l'expérience ATLAS du Grand collisionneur de hadrons, soulevant la possibilité que les grands collisionneurs puissent servir d'outil d'investigation pour étudier l'action fantomatique à distance. Aujourd'hui, les physiciens d'ATLAS ont observé l'intrication dans des paires de bosons Z, selon un article publié dans la revue Physical Review Letters.

Les bosons Z sont produits lorsqu'un boson de Higgs se désintègre et sont eux-mêmes des particules extrêmement éphémères, se désintégrant en paires d'électrons et de muons. Le détecteur ATLAS suit précisément ces schémas de désintégration. Les physiciens ont utilisé ces données pour reconstruire les angles auxquels les électrons et les muons ont été émis afin de déduire les spins des bosons Z originels qui les ont précédés. Les auteurs affirment qu'il s'agit de l'exemple d'intrication le plus énergétique observé à ce jour.

Physical Review Letters, 2026. DOI : Physical Review Letters.

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