Article : Constante de couplage du secteur sombre et photons d’ultra-haute énergie

Limites supérieures à 95% de niveau de confiance sur la constante de couplage effective d’une interaction de jauge cachée en fonction de la masse d’une particule de matière noire X se désintégrant en quark/anti-quark via des instantons. Pour référence, l’unification des trois couplages de jauge du Modèle Standard est représentée par la ligne pointillée bleue dans le cadre de modèle de grande unification avec supersymétrie.

Dans une lettre publiée sur arxiv soumise à PRL, J. Biteau, A. Condorelli, O. Deligny, P. Ghia, I. Lhenry-Yvon, S. Marafico et T. Suomijärvi, avec la collaboration Pierre Auger, tirent quelques conséquences de l’absence de détection de photons d’énergie supérieure à 100 PeV en terme de contraintes sur un secteur caché de particules super-lourdes, lesquelles auraient pu être produites pendant l’ère du réchauffement dans l’histoire thermique de l’univers et pourraient possiblement constituer la matière noire.

Nous étudions les processus de désintégration induits par les instantons des particules de matière noire super lourdes X produites pendant l’époque du réchauffement. En utilisant les données collectées à l’Observatoire Pierre Auger, nous dérivons une limite sur la constante de couplage réduite des interactions de jauge dans le secteur sombre : αXeff ≤ 0.09, pour 1010 < MX/GeV < 1016. Nous montrons que cette limite supérieure sur αXeff est complémentaire de celle obtenue à partir de la non-observation des modes tenseurs dans le fond diffus cosmologique.