Un candidat de matière noire composé de bosons ultralégers, présentant un comportement ondulatoire à des échelles astrophysiques.La matière noire floue est une forme hypothétique de matière noire composée de bosons ultralégers, avec des masses d'environ 10^-22 eV (environ un milliard de milliards de fois plus légers qu'un électron). À ces masses, la longueur d'onde de de Broglie des particules est comparable à la taille d'une galaxie naine, de sorte que des effets quantiques ondulatoires deviennent importants à des échelles astrophysiques. Au lieu de se comporter comme des particules discrètes, la matière noire floue forme une onde cohérente qui peut supprimer la formation de structures à petite échelle, résolvant potentiellement le problème des « satellites manquants » en cosmologie.
L'idée a été proposée au début des années 2000, avec des articles influents de Wayne Hu, Rennan Barkana et Andrei Gruzinov (2000), puis de Lam Hui et collaborateurs (2017) qui ont inventé le terme « matière noire floue ».
Les bosons ultralégers obéissent à l'équation de Schrödinger, et leur comportement collectif est décrit par un champ scalaire. Aux échelles plus grandes que la longueur d'onde de de Broglie, le champ se comporte comme de la matière noire froide classique, mais à plus petite échelle, la pression quantique empêche l'effondrement gravitationnel, lissant les fluctuations de densité. Cela conduit à une suppression caractéristique du spectre de puissance de la matière en dessous d'une certaine échelle, et à la formation de cœurs solitoniques au centre des halos de matière noire.
C'est un sujet de recherche en cosmologie et en astrophysique, guidant les recherches observationnelles de signatures dans le fond diffus cosmologique, les relevés de galaxies et les réseaux de chronométrage de pulsars.
Si la matière noire floue existe, une seule « particule » pourrait avoir une longueur d'onde aussi grande qu'une galaxie, ce qui en ferait l'objet le plus quantique de l'univers.
