La connexion cordes cosmiques/matière noire: sonder la physique des particules au-delà du modèle standard à l'aide de nouvelles perspectives cosmologiques et astrophysiques

 

James Cline

Université McGill

 

Domaine : nature et interactions de la matière

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2014-2015

Nous proposons une nouvelle voie de recherche pour découvrir la nature de la physique, à des échelles de haute énergie ou à de faibles forces d'interaction, qui pourrait être sondée principalement à travers ses effets sur l'univers jeune. Les cordes cosmiques sont de possibles vestiges du Big Bang dont les effets ont été recherchés activement dans les observations astronomiques. La matière noire, qui constitue 25% de la densité d'énergie de l'univers, en est un autre, mais non encore identifié.

Jusqu'à présent, les recherches sur ces deux phénomènes ont procédé de manière indépendante, mais il est possible qu'ils soient liés. D'une part, la matière noire pourrait influer sur les signaux d'observation prévus de cordes cosmiques et la présence de cordes pourrait modifier en conséquence les signaux escomptés de matière noire particulaire. D'autre part, de petites boucles de cordes cosmiques pourraient constituer de la matière noire. Notre proposition veut ainsi identifier et contraindre les classes de modèles de physique fondamentale dans lesquelles les cordes cosmiques et la matière noire possèdent des implications mutuelles.

En combinant des données provenant de la cosmologie observationnelle, des recherches directes et indirectes sur la matière noire, et de l'accélérateur de particules LHC du CERN, nous avons le potentiel d'établir des tests plus sensibles (voire la preuve) de ces modèles de la nouvelle physique. À une époque où nous possédons beaucoup d'indices de ces nouveaux phénomènes, mais ce, sans preuve irréfutable, une telle indication de leur présence pourrait avoir de profondes implications pour notre compréhension du cosmos.