A votre avis, de quoi s'agit-il ?
- Représentation de la densité de la matière noire ultra-légère, constituant de l'Univers invisible détecté uniquement par ses effets gravitationnels, organisée en un réseau de tourbillons.
- Modélisation d'une image thermique d'une coupe du Soleil : le noyau solaire apparaît en rouge, entouré des zones radiatives en orange et jaune, puis de la zone convective représentée en vert et en bleu.
- Image d'une tumeur cérébrale obtenue par Tomographie par Émission de Positons (TEP). Le code couleur traduit l'intensité de l'activité métabolique au sein de la tumeur et montre l'hétérogénéité intra-tumorale.
Réponse...
Représentation de la densité de la matière noire ultra-légère, constituant de l'Univers invisible
détecté uniquement par ses effets gravitationnels, organisée en un réseau de tourbillons.
Sur l'image ci-dessus, la matière noire ultra-légère forme, à l'intérieur du cercle en pointillés, un réseau régulier de tourbillons indiqué par les points jaunes et bleus dans le cœur orangé. A l'extérieur du cercle, elle forme plutôt un ensemble désordonné et aléatoire de tourbillons peu denses.
La cosmologie théorique est une branche de la physique qui étudie la structure de l'Univers et son évolution. Actuellement, une des problématiques principales de la discipline est la question de la nature de la matière noire. La matière noire est une forme de matière invisible qui n'émet ni n'absorbe de lumière, mais dont l'existence est déduite de ses effets gravitationnels sur la structure et le mouvement des galaxies et de l'Univers. Il existe au moins deux modèles dominants qui tentent d'y répondre : le modèle « WIMPs » (pour « Weakly Interacting Massive Particles ») et le modèle des trous noirs primordiaux.
De nombreuses campagnes expérimentales ont été lancées suivant ces deux hypothèses afin de détecter la matière noire telle qu'elles la décrivent mais, pour l'instant, sans succès. Face à ce constat, un troisième modèle a suscité un regain d'intérêt, celui de la matière noire froide ultra-légère. Elle pourrait expliquer le manque de résultat dans les campagnes expérimentales. C'est dans cette optique que des chercheurs de l'IPhT (CEA, CNRS) ont réalisé la toute première simulation numérique du modèle de matière noire froide ultra-légère mettant en évidence l'apparition de tourbillons.
Ils ont découvert que les particules se structurent en un cœur en rotation relativement stable appelé « soliton », dans lequel se forment des tourbillons appelés « vortex ». Ces vortex forment un réseau stable en rotation, de manière similaire à ce qui est observé dans les expériences de laboratoire sur les superfluides.
Ce phénomène, nouveau dans ce contexte, pourrait contribuer à lever le voile sur la nature de la matière noire, qui reste l'une des interrogations majeures de la cosmologie.
Pour en savoir plus sur l'implication de l'PhT dans ce domaine, rendez-vous ici.
A propos de l'IPhT
L'Institut de Physique Théorique (IPhT) est une Unité Mixte de Recherche rattachée au CEA et au CNRS. De très nombreuses recherches sont poursuivies à l'IPhT.
Elles ont principalement pour but de formuler et étudier les lois physiques et mathématiques qui régissent notre univers, sa structure et son organisation, et couvrent presque tous les grands sujets de la physique théorique moderne. Elles vont de l'étude des interactions fondamentales jusqu'à l'élaboration de modèles pour comprendre certaines structures biologiques. Elles passent aussi par l'étude mathématique de systèmes complexes en physique statistique et en théorie des champs.
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