L’Univers comme Laboratoire ___________________________________________________
La matière noire semble se comporter comme un gaz non-collisionnel de particules massives. Ces caractéristiques sont obtenues dans une grande variété de modèles, dont les « WIMPs » motivés par la physique des particules au-delà du modèle standard à l’échelle électrofaible. D’autres candidats sont à l’étude comme les neutrinos droits, les axions, les particules massives auto-diffusantes ou encore des particules lourdes associées à des transitions de phases dans l’univers primordial. Les environnements astrophysiques extrêmes et les régions à forte densité de matière noire constituent des laboratoires de premier choix pour son étude.
Certains candidats ont la propriété de s’annihiler ou de se désintégrer, phénomènes s’accompagnant d’émissions spécifiques (rayonnement cosmique, électromagnétique, et/ou neutrinos); d’autres, comme les axions, peuvent être créés par conversion de photons thermiques dans les étoiles ou de photons de haute énergie issus des grands accélérateurs cosmiques; d’autres encore comme les trous noirs primordiaux peuvent laisser des traces dans le rayonnement cosmique et/ou dans les événements d’ondes gravitationnelles. L’étude des phénomènes cosmiques de haute énergie constitue ainsi une voie pour l’identification de la matière noire.
