Interaction faible des WIMPs avec la matière noire ou ordinaire ?

[invitecc854e5a]

Bonjour,

J'ai lu que les WIMPs interagissaient faiblement (au sens littéral comme au sens de l'interaction faible). Au départ je pensais que l'on parlait de l'interaction avec la matière ordinaire mais quand on parle du miracle WIMP, la section efficace d'annihilation moyennée thermiquement <sigma v> qui est responsable de ce "miracle" fait référence à une annihilation particule-antiparticule de WIMP et donc à une interaction matière noire-matière noire. Du coup est-ce que l'interaction faible vaut pour l'interaction "matière noire-matière ordinaire" ou "matière noire-matière noire" ? Même question pour l'interaction gravifique tant qu'on y est.

Merci.
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[Gilgamesh]

L’interaction faible, pour ce qu'on en sait, marche pour toute les particules , mais les constantes de couplages dépendent des protagonistes.

[Quarkonium]

Si gravifique=gravitationnelle, alors oui la matière noire y est sensible évidemment, puisque c'est par ses effets gravitationnels dans les galaxies qu'elle s'est premièrement faite remarquer pour provoquer toute la polémique encore d'actualité sur son existence. Mais si tu demandes des informations sur l'interaction gravitationnelle au niveau de la physique des particules, et bien il faudrait d'abord qu'une description de cette dernière existe (cela vaut pour la matière ordinaire également).

[invitecc854e5a]

L'interaction faible ne marche qu'avec les leptons et les quarks et puis comme la matière noire ne fait pas partie du modèle standard des particules comment peut-on être sûr qu'elle interagit forcément via interaction faible ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

L'interaction faible ne marche qu'avec les leptons et les quarks et puis comme la matière noire ne fait pas partie du modèle standard des particules comment peut-on être sûr qu'elle interagit forcément via interaction faible ?

La raison principale, c'est que si les particules de matière noire n'interagissent pas du tout (sauf par gravité), il n'y a aucun moyen de les produire par le jeu des interactions au sein du jeune univers qui se refroidit depuis un état de haute énergie. Il faut bien que dans la cascade de décroissance le champ capte une partie de l'énergie disponible pour créer la particule associée, ce qui implique une constante de couplage non nulle avec les autres champs. Et comme ça ne peut être ni l'interaction forte, ni l'interaction électromagnétique, il ne reste que l'interaction faible. Et la deuxieme raison, est que ca colle pile poile, en terme d'ordre de grandeur avec ce qu'on connait de cette interaction.

On modélise le processus en partant d'un champ scalaire appelé inflaton qui va décroitre en particules du modèle standard. On ne sait pas quel est son mode privilegié de désintégration, mais ça n'a pas d'importance dès lors qu'on se place dans les conditions d'équilibre thermodynamique. La démographie d'une particule à une température va etre donnée par sa masse et par sa section efficace d'interaction avec les autres particules.

Une interaction est caractérisée par une échelle caractéristique d'énergie et par une section efficace d'interaction typique. Pour l'interaction faible, ça correspond typiquement à une masse ~ 100 Gev et à un taux d'interaction <σv> ~ 10^-26 cm³/s, où v représente la vitesse et σ la section efficace de l'hypothétique particule de matière noire avec les particules du modele standard. Cette valeur est assez faible pour expliquer que les WIMPs interagissent très faiblement aujourd'hui, et soient par conséquent si difficiles à détecter, mais assez élevée pour que sa production dans bain thermique du jeune univers rende compte de la densité de masse non baryonique mesurée dans l'univers.