Au plus profond du sol au Japon se trouve un immense réservoir rempli d'eau ultrapure. Il attend de rares visiteurs : les neutrinos, arrivant des explosions d'étoiles lointaines. Ces visiteurs sont si rares qu'au fil des années d'observation, l'appareil Super-Kamiokande n'enregistre que quelques événements. Mais récemment, les physiciens ont remarqué que les visiteurs sont un peu plus nombreux que prévu.
Cet excès ressemble à un coup de téléphone silencieux dans la nuit — faible, mais insistant. Habituellement, de tels signaux sont attribués au fond diffus de neutrinos de supernovae (l'écho neutrino de toutes les étoiles qui ont explosé dans l'histoire de l'Univers). Cependant, le calcul montre que les explosions ne peuvent pas produire autant d'événements. C'est alors qu'une idée audacieuse émerge : et si l'appel ne venait pas d'une étoile, mais de la matière noire elle-même ?
Les auteurs de l'étude construisent un modèle : une particule de matière noire d'une masse d'environ 22 MeV (un peu plus lourde qu'un noyau atomique, mais des centaines de fois plus légère qu'un proton) entre en collision avec son antiparticule et se transforme en deux neutrinos. Ces neutrinos, en voyageant à travers l'espace, changent partiellement de type — passant de neutrinos muoniques et tau en antineutrinos électroniques. C'est précisément ceux-ci que le détecteur perçoit comme des signaux supplémentaires. Ce mécanisme explique non seulement les observations, mais prédit aussi la quantité de matière noire qui aurait dû subsister après le Big Bang. Et cette quantité correspond à ce que les astronomes observent dans le mouvement des galaxies.
Bien sûr, l'hypothèse doit être vérifiée. D'autres expériences — Borexino en Italie, les recherches en accélérateur sur l'installation NA64-μ — imposent des contraintes strictes : la particule doit être très prudente pour ne pas se révéler trop tôt. Pour l'instant, elle s'inscrit dans ces limites. Si les données futures confirment l'hypothèse, nous aurons pour la première fois attrapé la matière noire non pas par son empreinte gravitationnelle, mais par un contact direct — à travers un faible murmure de neutrinos au plus profond de la montagne.
Le détecteur Super-Kamiokande contient 50 000 tonnes d'eau ultrapure — soit environ 20 piscines olympiques. L'eau est si transparente qu'un rayon de lumière la traverserait sur 70 mètres avant de perdre la moitié de son intensité.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan communique avec les humains par des signaux difficiles à saisir — un peu comme la matière noire pourrait « parler » avec nous à travers de rares événements neutriniques.