Le neutron est une particule qui se trouve généralement dans le noyau atomique et ne disparaît jamais. Mais certaines théories suggèrent qu'il pourrait parfois se transformer en son double invisible — une particule impossible à détecter avec les détecteurs ordinaires. Si cela se produisait, cela expliquerait la composition de la matière noire — cette substance mystérieuse qui n'émet pas de lumière mais qui empêche les galaxies de se disperser.
Pour vérifier cette idée, des physiciens du Laboratoire national d'Oak Ridge ont envoyé un faisceau intense de neutrons froids à travers un aimant puissant. À l'intérieur de l'aimant se trouvait une fine plaque de cadmium qui absorbait les neutrons ordinaires mais laisserait passer les doubles invisibles. Un détecteur situé à 20 mètres cherchait des signes indiquant que les doubles étaient redevenus des neutrons ordinaires. Mais aucun signal n'a été détecté.
L'absence de signal est aussi un résultat. Nous savons maintenant que la probabilité qu'un neutron se transforme en double invisible est dix fois plus faible qu'on ne le pensait auparavant. Cela aide à éliminer de nombreuses théories sur la nature de la matière noire. La recherche continue : peut-être que le double se cache dans une gamme d'énergies encore plus étroite, et qu'on pourra le capturer lors de la prochaine expérience.
L'expérience a utilisé un aimant avec un champ de 6,6 teslas — environ 130 000 fois plus fort que le champ magnétique terrestre.
L'idée de particules doubles invisibles rappelle les histoires de mondes parallèles, où les particules peuvent passer d'un monde à l'autre.