Récemment, la collaboration PandaX, dirigée par l'Université Jiao Tong de Shanghai, a utilisé le détecteur à xénon liquide PandaX-4T du laboratoire souterrain de Jinping en Chine pour rechercher deux types importants de particules de nouvelle physique – les particules ressemblant aux axions et les photons sombres. L'équipe a obtenu les résultats les plus sensibles au niveau international, surpassant plusieurs expériences concurrentes sur la matière noire et la désintégration double bêta sans neutrinos. Les résultats de la recherche, intitulés "Recherche de particules ressemblant aux axions et de photons sombres à l'échelle des MeV avec PandaX-4T", ont été publiés dans la revue de physique de premier plan Physical Review Letters. L'Université Jiao Tong de Shanghai est la première institution citée dans l'article, avec le chercheur assistant Li Tao de l'École d’Ingénieurs Paris SJTU comme premier auteur. Le professeur adjoint Wang Shaobo de l'École d’Ingénieurs Paris SJTU, le professeur Han Ke de l'École de physique et d'astronomie, et le professeur adjoint Xiao Xiang de l'Université Sun Yat-sen sont les co-auteurs correspondants.

Les observations astronomiques et cosmologiques fournissent des preuves solides de l'existence de la matière noire. Les particules ressemblant aux axions et les photons sombres, en tant que candidats de matière noire de faible masse, ont attiré l'attention pour leur potentiel de résoudre les problèmes de structure à petite échelle, tels que la densité excessive des cœurs galactiques. Contrairement au candidat principal de la matière noire WIMP (Particules massives faiblement interactives), détecté par des signaux de diffusion avec des noyaux ou des électrons, les particules ressemblant aux axions et les photons sombres peuvent être détectées directement par des signaux d'absorption uniques. Analyse de l'évolution temporelle des isotopes de xénon à courte période de demi-vie

Ciblant l'intervalle de masse de la matière noire de 30 keV/c² à 1 MeV/c², l'équipe de recherche a effectué une recherche systématique des signaux d'absorption des particules ressemblant aux axions et des photons sombres interagissant avec les électrons, en utilisant une méthode de ajustement de vraisemblance, avec 440 kg·yr de données expérimentales. L'équipe a été la première à analyser les caractéristiques de l'évolution temporelle des isotopes de xénon, approfondissant la compréhension du modèle de bruit de fond et augmentant directement la sensibilité de l'expérience. Aucun excès de signal significatif n'a été observé dans cette étude, menant aux contraintes expérimentales les plus sensibles à ce jour. Comparativement à d'autres expériences internationales à xénon liquide, c'est la première fois que l'intervalle de masse de recherche pour ce type de matière noire est étendu à 1 MeV/c² à l'échelle mondiale, fournissant des contraintes expérimentales importantes sur les particules ressemblant aux axions et les photons sombres de grande masse et poussant le développement de la technologie de détecteurs à xénon liquide vers une plus grande précision, un bruit de fond plus faible et une plage d'énergie plus large.

L'équipe de recherche PandaX de l'École d’Ingénieurs Paris SJTU compte actuellement cinq membres, y compris le professeur adjoint Wang Shaobo, le chercheur assistant Li Tao, et les étudiants en master Huang Houqi, Yao Shunyu et Zhou Jiaxu.

Cette recherche a été soutenue par le laboratoire souterrain de Jinping en Chine, ainsi que par des financements de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, du Ministère de la science et de la technologie, de la Nouvelle Fondation pour la science, du Fonds de développement Yangyang, de la Commission de la science et de la technologie de Shanghai, de la Fondation chinoise pour la science postdoctorale et de la Fondation Huiwen de Hongkong, entre autres. Actuellement, le détecteur PandaX-4T est en cours de collecte de nouvelles séries de données physiques et avance activement le développement et la construction du prochain génération de détecteurs à xénon liquide de plusieurs tonnes pour maintenir la position de leadership international de la Chine dans le domaine de la recherche sur la matière noire avec de grandes installations scientifiques.