Le couplage oscillatoire entre matière noire et matière ordinaire produit des signatures cosmiques observables.La résonance de matière noire fait référence à des interactions hypothétiques où des particules ou des structures de matière noire entrent en résonance avec la matière ordinaire ou entre elles, produisant des signaux détectables. Contrairement à la détection directe ou indirecte, qui repose sur la diffusion ou l'annihilation, les effets de résonance peuvent amplifier des interactions faibles à des fréquences ou énergies spécifiques, les rendant observables. Ce concept est exploré dans divers contextes, allant des fluctuations de densité de l'univers primordial à la dynamique des étoiles et des trous noirs.
Le terme « résonance de matière noire » ne désigne pas une théorie unique établie, mais un ensemble d'idées apparues au XXIe siècle, notamment dans le contexte de la matière noire ultralégère (comme les axions) et de la sous-structure de la matière noire. Aucun initiateur unique ne peut être crédité.
Le mécanisme implique typiquement un processus périodique ou oscillatoire. Par exemple, si la matière noire forme des amas ou des ondes, elle pourrait exercer une force gravitationnelle périodique sur la matière ordinaire, comme les étoiles d'une galaxie. Si la fréquence de cette force correspond à une fréquence d'oscillation naturelle du système (comme la période orbitale d'une étoile), la résonance peut amplifier l'effet, conduisant à des anomalies observables. Alternativement, dans l'univers primordial, des interactions résonantes entre la matière noire et la matière ordinaire auraient pu renforcer la génération de certaines particules ou perturbations, laissant des empreintes dans le fond diffus cosmologique.
Cette notion est utilisée dans les recherches astrophysiques de matière noire, comme la recherche d'effets résonants dans les mouvements stellaires ou dans la polarisation de la lumière provenant de galaxies lointaines, ainsi que dans les modèles cosmologiques de formation des structures.
Certaines propositions suggèrent que la matière noire pourrait former des « étoiles à bosons » qui entrent en résonance avec le mouvement orbital des étoiles qui les entourent, provoquant potentiellement des variations périodiques observables dans les vitesses stellaires.
| \Omega_{\text{DM}} h | variable | Dark matter relic density parameter times squared Hubble constant — density parameter |
| \Gamma | variable | Inflaton decay rate — taux de désintégration per second |
| M_P | variable | Reduced Planck mass — masse kilogram |
| m_{\phi} | variable | Mass of the dark matter particle (or inflaton) — masse kilogram |
| \propto | opérateur | Indicates direct proportionality — proportionnalité |
| \sqrt{} | opérateur | Takes the square root of the argument — racine carrée |
