How to build a dark matter detector - Jenna Saffin

Traducteur: Viviane Lestic Relecteur: eric vautier

More than two kilometers below the surface of northern Ontario,

A plus de 2 km sous terre, dans le nord de l'Ontario,

suspended in 345,000 liters of ultra-pure water,

suspendue dans 345 000 litres d'eau ultra-pure,

there’s a perfect sphere.

se trouve une sphère parfaite.

It contains 3600 kilograms of liquid argon,

Elle contient 3 600 kg d'argon liquide

cooled to -180 degrees Celsius.

refroidi à -180°C.

Scientists continuously monitor this chamber from above ground,

Des scientifiques contrôlent en permanence cette chambre depuis la surface,

looking for a glimmer of light in the darkness.

en quête de la moindre lueur dans l'obscurité.

Parce que là-dessous,

Because down here,

deep beneath the Earth’s surface and cocooned in a watery shield,

loin sous la surface de la Terre et à l'abri dans un bouclier aqueux,

that light would indicate the presence of one of the universe’s greatest mysteries:

cette lumière indiquerait la présence d'un des plus grands mystères de l'univers :

dark matter.

la matière noire.

All the matter we can see, planets, stars and galaxies,

Toute la matière que nous pouvons voir, planètes, étoiles et galaxies

doesn’t create enough gravitational pull

ne crée pas de force gravitationnelle suffisante

to explain the universe’s larger structure.

pour expliquer la structure plus large de l'univers.

It’s dark matter, which is estimated to make up 25% of the known universe.

C'est la matière noire, qu'on estime constituer jusqu'à 25% de l'univers connu.

Mais malgré son omniprésence,

But despite its prevalence,

so far we haven’t been able to detect it directly.

jusqu'à présent nous n'avons pas réussi à la détecter directement.

It’s no small challenge.

Ce n'est pas une mince affaire.

Dark matter was so named because it doesn’t interact with any type of light,

La matière noire s'appelle ainsi car elle n’interagit pas avec la lumière,

visible or otherwise,

visible ou pas.

which means our usual observation tools

Nos instruments d’observation habituels

simply don’t work when trying to observe it.

ne fonctionnent donc pas pour l'observer.

But while dark matter may not be visible in the electromagnetic spectrum,

La matière noire n'est pas visible dans le spectre électromagnétique,

it’s still matter,

mais elle reste de la matière.

so we should be able to measure its interactions with other matter.

Nous devrions donc pouvoir mesurer ses interactions avec d'autres matières.

And if our current model of physics is correct,

Et si notre modèle actuel de la physique est correct,

billions of sub-atomic dark matter particles

des milliards de particules subatomiques de matière noire

are passing through the Earth every second.

traversent la Terre chaque seconde.

Despite the prevalence of dark matter,

Bien que la matière noire soit courante,

its interactions are predicted to be rare and extremely weak.

on prédit que ses interactions sont rares et extrêmement faibles.

To detect these interactions,

Pour détecter ces interactions,

dark matter experiments need to be incredibly sensitive.

les expériences sur la matière noire doivent être très sensibles.

With such sensitive equipment,

Avec un équipement si sensible,

the ever-present background radiation on Earth’s surface

le rayonnement de fond omniprésent à la surface de la Terre

would create so much noise in the data

génèrerait tellement de bruit dans les données

that any dark matter particles would be completely overwhelmed.

qu'il noierait toute particule de matière noire.

It would be like trying to hear a pin drop on a busy city street.

Ce serait comme essayer d'entendre une épingle tomber dans une rue animée.

To solve this problem,

Pour résoudre ce problème,

scientists have had to dig deep into the Earth.

les scientifiques ont creusé profondément dans la Terre.

Dark matter experiments are set up in specialized underground labs,

Les expériences sur la matière noire sont installées dans des labos spécialisés,

either in mines or inside mountains.

dans des mines ou dans des montagnes.

The rock that makes up the Earth’s crust works like a filter,

La roche qui constitue la croûte terrestre agit comme un filtre,

absorbing radiation and stopping disruptive particles.

absorbant les radiations et stoppant la perturbation d'autres particules.

The ultra-pure water in which the detector is suspended

L'eau ultra-pure dans laquelle le détecteur est suspendu

adds an additional layer of radiation filtering.

ajoute une couche supplémentaire au filtre de radiations.

This shielding ensures that only the particles scientists are looking for

Cela garantit que seules les particules recherchées par les scientifiques

can make their way into the detectors.

peuvent atteindre les détecteurs.

Once these particles reach an experiment’s inner vessel,

Une fois que ces particules atteignent le réceptacle intérieur,

scientists have a chance of detecting them.

les scientifiques ont une chance de les détecter.

The detector media are chosen because they’re exquisitely sensitive detectors

Les détecteurs sont choisis parmi ceux les plus sensibles

that can be purified extremely well.

qui peuvent être purifiés facilement.

These could be a liquid noble gas,

Il peut s'agir de gaz nobles liquides,

germanium

du germanium

and silicon crystals,

et des cristaux de silice,

a refrigerant,

un réfrigérant,

or other materials.

ou d'autres matériaux.

When radiation interacts, it leaves tell-tale signs,

Quand la radiation interagit, elle laisse des indices révélateurs,

such as light or bubbles,

comme de la lumière ou des bulles,

which can be picked up by the sensors inside the detector.

qui peuvent être repérés par les capteurs dans le détecteur.

The detector media are held in a central chamber made of glass

Les détecteurs sont maintenus dans une chambre centrale en verre

or a special type of acrylic.

ou dans un acrylique spécial.

These chambers have to be able to hold the substance inside

Ces chambres doivent pouvoir contenir la substance

without interacting with it

sans interagir avec

while withstanding incredible pressure from the water outside.

tout en résistant à l'incroyable pression exercée par l'eau à l'extérieur.

The inner vessel is surrounded by powerful sensors

Le réceptacle intérieur est entouré de capteurs puissants

designed to detect even the tiniest blips of light,

conçus pour détecter le plus petit flash de lumière

or the sound vibrations caused by a single bubble.

ou les vibrations sonores causées par une unique bulle.

Each sensor records data 24/7,

Chaque capteur enregistre des données 24h/24 7j/7,

and experiments run for months and years at a time,

et les expériences durent des mois voire des années d'affilée,

generating terabytes of data every day.

générant des téraoctets de données par jour.

Building dark matter detectors is as much a feat of engineering

Construire des détecteurs de matière noire est un exploit à la fois d'ingénierie

as it is a feat of physics.

et de physique.

By the time an experiment is ready to start collecting data,

Le temps qu'une expérience soit prête à collecter des données,

years or decades of work and investment have already gone into it,

des années ou des décennies de travail et d'investissement lui ont été consacrés,

to the tune of tens of millions of dollars.

à hauteur de dizaines de millions de dollars.

As of 2017, no dark matter particles have been directly detected.

A ce jour (2017), aucune particule de matière noire n'a été détectée.

That’s not entirely surprising.

Ce n'est pas totalement suprenant.

Physicists expect these interactions to be incredibly rare and difficult to detect.

Les physiciens s'attendent à des interactions rares et dures à détecter.

In the meantime,

Pendant ce temps,

scientists continue to develop new technologies

des scientifiques développent de nouvelles technologies

and increase detector sensitivity,

pour améliorer la sensibilité des détecteurs,

closing in on where dark matter is hiding.

pour se rapprocher de là où la matière noire se cache.

Et quand ils la trouveront,

And when they find it,

we’ll finally be able to bring the universe’s darkest secrets into the light.

nous pourrons enfin mettre en lumière les secrets les plus noirs de l'univers.