En 1987, les astronomes ont observé l'éclat d'une supernova dans une galaxie voisine, le Grand Nuage de Magellan. Ce fut un cadeau rare : l'explosion était assez proche pour capturer non seulement la lumière, mais aussi les neutrinos (des particules quasi insaisissables qui traversent la Terre de part en part). Depuis, les données de cette explosion servent de filtre : si une particule hypothétique pouvait emporter trop d'énergie d'une étoile mourante, ses propriétés sont alors restreintes.
L'une de ces particules est l'axion – un candidat pour la matière noire, léger et presque insaisissable. La région des masses supérieures à un électron-volt, appelée la « fenêtre de Turner », a particulièrement souffert. Trois lignes de défense semblaient la fermer hermétiquement : le refroidissement de l'étoile lui-même, l'absence de photons supplémentaires dans le détecteur japonais Kamioka II, et l'absence de neutrons provenant d'axions solaires dans l'observatoire de Sudbury. Mais les auteurs ont recalculé à quel point les axions sont absorbés au cœur de la supernova, et il s'avère que la deuxième ligne – l'absence de photons – s'est considérablement affaiblie. La fenêtre de Turner s'est entrouverte.
Les scientifiques ont maintenant un nouveau plan de chasse. Au cœur des étoiles à carbone, du sodium-23 est synthétisé, qui agit comme une pompe à chaleur : il transfère l'énergie stellaire vers les axions. Ceux-ci arrivent sur Terre avec un flux d'énergie de 440 kiloélectronvolts – juste assez pour être capturés par un cristal d'iodure de sodium (NaI). Ce même sodium sert à la fois de cible et de détecteur : en absorbant un axion, il émet un photon gamma qui est immédiatement enregistré. Les installations conçues pour la recherche de matière noire (comme DAMA/LIBRA) sont déjà en place et attendent – il suffit de les orienter vers ce nouveau signal. Deux années de collecte de données pourraient sonder une large gamme d'interactions, y compris les axions QCD avec une masse supérieure à dix électronvolts.
Le cristal de NaI est, en fait, du sel de table cultivé en laboratoire. Le même matériau que celui de votre salière, mais ultra-pur et de la taille d'une brique.
Dans le roman de Greg Egan, « L'Échelle de Schild », de nouvelles particules nées au cœur des étoiles modifient la physique de tout l'univers.