Par Pesach Benson • 15 septembre 2026
Jérusalem, 15 septembre 2026 (TPS-IL) — Une équipe de scientifiques israéliens, italiens et croates a identifié trois matériaux existants qui pourraient rendre les futures recherches de certaines des formes les plus légères de matière noire jusqu’à 1 000 fois plus sensibles que les méthodes actuelles ne le permettent.

La matière noire est une substance invisible dont les scientifiques pensent qu’elle représente environ 85 % de toute la matière de l’univers. Elle ne peut pas être vue car elle n’émet, n’absorbe ni ne réfléchit la lumière, mais sa présence est détectée indirectement par son attraction gravitationnelle sur les galaxies et d’autres structures cosmiques. Malgré des décennies de recherche, aucune expérience n’a jamais détecté directement une particule de matière noire.

La nouvelle étude, publiée dans la revue à comité de lecture Physical Review Letters, ne prétend pas avoir trouvé de matière noire. Au lieu de cela, en utilisant la modélisation informatique, les chercheurs ont calculé que trois matériaux spécialisés pourraient permettre aux futurs détecteurs de capter beaucoup plus facilement les signaux d’énergie extrêmement faibles que la matière noire est censée laisser derrière elle lorsqu’elle interagit avec la matière ordinaire.

L’étude a été menée par le professeur Yonit Hochberg et Rotem Ovadia de l’Université hébraïque de Jérusalem, le Dr Dino Novko de l’Institut de physique en Croatie, et le professeur Antonio Politano de l’Université de L’Aquila dans le centre de l’Italie.

Matériaux inhabituels, sensibilité inhabituelle

Les trois matériaux sont connus sous le nom de « matériaux quantiques » — des substances dont le comportement électrique est régi par des effets quantiques, leur conférant des propriétés inhabituelles utiles pour construire des détecteurs très sensibles. Ce sont : le diséléniure de titane, le ruthénate de strontium et le diamant qui a été chimiquement modifié (un processus appelé « dopage par trous ») pour modifier ses propriétés électriques.

Aucun des trois n’est nouveau ou exotique à produire — tous peuvent déjà être fabriqués en utilisant des techniques de laboratoire existantes.

Ce qui est nouveau, c’est la découverte, par simulation informatique, qu’ils pourraient être exceptionnellement bien adaptés pour capter une catégorie particulièrement insaisissable de matière noire : des particules beaucoup plus légères que celles que la plupart des expériences existantes sont conçues pour détecter.

Parce que les particules plus légères déposent seulement une infime quantité d’énergie lorsqu’elles frappent un détecteur, elles sont beaucoup plus difficiles à capter — la plupart des équipements actuels ne sont tout simplement pas assez sensibles pour les remarquer. Les physiciens décrivent souvent les masses des particules à l’aide d’une unité appelée électronvolt, et les chercheurs s’intéressent particulièrement aux particules plus légères qu’environ un « mégaélectronvolt » — soit environ un deux-millième de la masse d’un proton, l’une des particules qui composent le noyau d’un atome. Les particules aussi légères sont considérées comme particulièrement difficiles à détecter avec la technologie existante.

Parmi les trois matériaux, le diséléniure de titane a produit les résultats les plus frappants dans les simulations, améliorant potentiellement la sensibilité des détecteurs de 100 à 1 000 fois par rapport aux matériaux actuellement utilisés dans les recherches de matière noire, en fonction de la masse exacte de la particule impliquée. Les chercheurs affirment que la clé réside dans la façon dont les électrons se déplacent à l’intérieur de ces matériaux.

Dans certaines conditions, les électrons d’un matériau peuvent vibrer ensemble dans un schéma coordonné ressemblant à une onde — un phénomène que les physiciens appellent un « plasmon ». Ces minuscules vibrations collectives, suggère l’étude, pourraient amplifier le signal extrêmement faible qu’une particule de matière noire produirait, la rendant plus facile à détecter.

Une « boussole » pour la matière noire

Les chercheurs ont également trouvé quelque chose de potentiellement utile pour filtrer les faux signaux : deux des matériaux — le diséléniure de titane et le ruthénate de strontium — réagissent différemment en fonction de la direction d’où arrive une particule de matière noire.

Parce que la Terre tourne, l’angle entre le détecteur d’un laboratoire et la direction d’où la matière noire est censée provenir change au cours de la journée. Si un détecteur captait réellement un signal de matière noire authentique, ce signal devrait changer de force selon un schéma quotidien prévisible — agissant comme une boussole qui aide les scientifiques à distinguer une détection réelle du bruit de fond ou des fausses alarmes.

Les chercheurs ont souligné que leurs conclusions sont des prédictions théoriques basées sur la modélisation informatique dans des conditions idéales, et non une détection réelle de matière noire. La prochaine étape consisterait à construire de véritables détecteurs utilisant ces matériaux pour tester les prédictions expérimentalement.

« Nos résultats motivent l’exploration de ces matériaux et de matériaux similaires comme constituants des détecteurs de matière noire (DM) de nouvelle génération », ont écrit les chercheurs, ajoutant que d’autres matériaux quantiques, encore inexplorés, pourraient détenir un potentiel inexploité similaire pour la recherche.