La physique fondamentale se trouve actuellement à un carrefour, s'orientant vers une réévaluation des méthodes employées pour détecter la matière invisible qui compose une part significative de l'Univers. Plutôt que de se fier uniquement aux effets gravitationnels, une nouvelle approche propose de chercher les signes de cette substance insaisissable à travers les infimes modifications qu'elle pourrait imprimer sur la lumière visible.
Cette hypothèse novatrice a été récemment exposée dans un article publié par la revue scientifique Physics Letters B. Elle décrit une méthode inédite pour identifier la matière noire, qui, selon les estimations cosmologiques, représente approximativement 27% de la densité totale de matière-énergie de l'Univers. Traditionnellement, les scientifiques considéraient que la matière noire n'était accessible à l'étude qu'au moyen de son influence gravitationnelle massive sur les galaxies et les amas.
Cependant, les auteurs de cette nouvelle recherche postulent que les photons, lorsqu'ils traversent des zones où la concentration de matière noire est particulièrement élevée, pourraient manifester de légers décalages dans leur spectre lumineux. Ces variations spectrales se présenteraient soit sous la forme d'un glissement vers le rouge, soit vers le bleu. L'équipe de recherche, menée par le Dr. Mikhail Bashkanov de l'Université de York, soutient que cette « signature chromatique » subtile, bien qu'à peine perceptible, pourrait être captée et mesurée avec une précision suffisante grâce à l'utilisation des télescopes de nouvelle génération, ce qui permettrait de focaliser et d'optimiser les futures campagnes de recherche.
Le cadre théorique qui sous-tend cette proposition s'articule autour d'un concept imagé, désigné sous le nom de « règle des six poignées de main ». Cette analogie vise à décrire l'influence indirecte exercée par les particules. En effet, même si les particules de matière noire n'entrent pas en contact direct avec les photons, elles peuvent les affecter par l'intermédiaire d'une chaîne de médiateurs. Ces intermédiaires sont supposés être des éléments bien établis du Modèle Standard, notamment le boson de Higgs ou le quark top. Ce mécanisme implique que même la plus furtive des substances cosmiques est susceptible de laisser une empreinte mesurable, à condition de retracer l'intégralité de la séquence d'interactions.
Ces travaux s'inscrivent dans la continuité des efforts déployés à l'échelle mondiale pour cartographier la partie invisible du cosmos, efforts qui comprennent l'utilisation d'horloges atomiques de haute précision et l'étude des structures de matière noire au sein des superamas galactiques. Les données de l'observatoire Planck confirment que la matière noire constitue environ 26,8% de la masse-énergie de l'Univers, mais sa véritable nature physique reste profondément mystérieuse. L'étape décisive qui attend la communauté scientifique est désormais la confirmation expérimentale de ces prédictions théoriques, laquelle nécessitera des observations d'une exactitude et d'une sensibilité sans précédent.