Une étude, dont les résultats intitulés «First Results on the Search for Chameleons with the KWISP Detector at CAST» sont disponibles en pdf, rapporte les premiers résultats de recherches menées avec le détecteur KWISP au CERN sur des hypothétiques 'caméléons', des particules provenant du Soleil qui pourraient constituer l'énergie noire.

Rappelons tout d'abord que «les astronomes ont observé que le rythme de l'expansion de l'Univers s'accélère». Alors que «la cause de cette accélération est inconnue», une forme d'énergie, appelée énergie noire, est l'hypothèse avancée la plus répandue pour expliquer ce phénomène.

Dans ce contexte, ces particules caméléons, «tout comme les reptiles qui leur ont donné leur nom», pourraient «se transformer en fonction de leur environnement». Concrètement, «dans les régions de haute densité, telles que la Terre, leur masse serait importante, et par conséquent leur force agirait sur de courtes distances», tandis que «dans les régions de densité faible, telles que le vide spatial, leur masse serait extrêmement petite et leur force aurait alors une longue portée».

Si les changements de comportement des particules caméléons en font «de bons candidats pour des particules d'énergie noire», ils les rendent «également difficiles à observer sur Terre». Pour pouvoir effectuer ces observations, « un détecteur unique en son genre», KWISP, a été élaboré et «installé récemment auprès de l'expérience CAST pour détecter la force exercée sur une fine membrane par un flux de caméléons issus du Soleil».

Plus précisément, «en frappant la membrane, ce flux hypothétique la ferait bouger de sa position initiale, ce mouvement représentant une distance plus faible que le rayon d'un proton, soit environ un millionième de milliardième de mètre»: la lumière «d'un faisceau laser traversant une configuration optique spéciale dans laquelle serait comprise la membrane» devrait permettre de révéler ce déplacement minuscule.

Les nouveaux résultats de KWISP correspondent à des «données enregistrées en juillet 2017 sur environ 90 minutes, pendant lesquelles l'expérience a suivi le Soleil» lors «d'une campagne de prise de données de 10 jours visant à tester KWISP».

En vue «d'augmenter les chances de trouver des caméléons solaires», deux éléments avaient été ajoutés «au détecteur KWISP avant la prise des données: un système de miroir, afin de focaliser le faisceau entrant de caméléons solaires, et un 'hachoir' mécanique, placé entre le système de miroir et le détecteur, afin de moduler la force exercée par le flux de façon à maximiser la sensibilité du détecteur aux particules».

En fin de compte, aucun signal de caméléons solaires n'a été observé, mais les données enregistrées «ont permis de déduire une limite maximale pour la force exercée sur la membrane par les particules, de 44 ± 18 piconewtons – environ le poids d'une cellule humaine». Cette limite supérieure combinée avec les «calculs théoriques sur le nombre de caméléons solaires qui devraient atteindre le détecteur», conduit à «placer des contraintes sur la force des interactions des caméléons solaires avec la matière et avec la lumière».

Soulignons pour finir que «ces limites viennent compléter celles obtenues par d'autres expériences, telles que le détecteur GridPix auprès de CAST, qui cherche des photons de rayons X issus de caméléons solaires».