Pourquoi les résultats sur la détection de matière noire sont-ils tellement contradictoires?

La guerre médiévale des détecteurs de Matière Noire
Ecoutons son récit par notre plus précieux "Fou de la Physique des particules", j'ai bien sûr nommé Jester et son drôle de blog Résonaances:

In theory, the algorithm for detecting dark matter is straightforward: 1) wait until a dark matter particle hits a nucleus in your detector hard enough to produce a visible recoil, 2) count the events and collect the Nobel prize, or set a limit on the dark matter scattering cross section on nucleons. The reality is more complex. Typical models of dark matter models predict the largest signal near the energy threshold of the detector where it is susceptible to all kinds of spooky background and noise. For this reason, the field of dark matter detection, with multiple contradictory claims and a good deal of bad blood, reminds of medieval England at the time of the Wars of the Roses. The latest claim of a dark matter signal from the CDMS experiment brings a new hope but also adds to the confusion... 

Théoriequement l'algorithme de détection de la matière noire est simple : 1) attendez qu'une particule de matière noire frappe dans votre détecteur un noyau  suffisamment fortement pour produire un recul visible, 2) comptez les événements et recevez le prix Nobel ou fixez une limite à la section efficace de diffusion de la matière noire par les nucléons. La réalité est plus complexe. Les modèles génériques de matière noire prédisent que le signal est le plus grand près du seuil en énergie du détecteur là où il est sensible à toutes sortes de bruits de fond malveillants. C'est pour cette raison que le domaine de la détection de matière noire, caractérisé par de multiples déclarations contradictoires et une bonne dose de ressentiments, rappelle l'Angleterre médiévale à l'époque de la guerre des Deux Roses. La dernière annonce d'un signal de matière noire par l'expérience CDMS apporte un nouvel espoir mais aussi ajoute aussi à la confusion ...

... what looks [above] like Pollock's painting is in fact a summary of best-fit signal regions and limits from various underground experiments in the dark matter mass vs. cross section parameter space. The most worrying aspect of the CDMS result is that the signal region seems comfortably excluded by the limits from Xenon-10 and Xenon-100 experiments (the green lines in the plot). To reconcile these results one must either assume a serious systematic issue with the xenon analyses, or consider more exotic dark matter models, for example the xenophobic ones where the effective coupling to xenon nuclei is suppressed. On the other hand, the region of the parameter space preferred by CDMS is consistent with the earlier detection claim by the germanium target detector CoGeNT. 

... ce qui ressemble [figure ci-dessus] à une peinture de Pollock est en fait un résumé - dans l'espace paramétré par la masse de la matière noire et sa section efficace de diffusion sur les nucléons - des zônes probables ou des limites estimées de détection telles que déterminées par diverses expériences souterraines. L'aspect le plus inquiétant du résultat de la collaboration CDMS est que la région du signal semble confortablement exclue par les limites des expériences xénon-10 et xénon-100 (les lignes vertes sur le graphique). Pour concilier ces résultats il faut soit envisager un sérieux problème d'erreur systématique avec les analyses de xénon ou envisager des modèles plus exotiques de matière noire, par exemple les modèles xénophobes où le couplage aux noyaux de xénon est supprimé. D'autre part la région de l'espace des paramètres préférée par CDMS est conforme à l'annonce antérieure de la détection par l'expérience Cogent basée sur une interaction avec des noyaux de germanium.

 Jester,  More mess with dark matter detection 16/04/2013

En attendant une hypothétique paix de Dieu, relisons les chroniques des erreurs passées
Le blogueur qui sévit ici et maintenant vient de proposer un petit commentaire au billet de Jester que voici :

On the theoretical side one can wonder if Dark matter detection is not harder than neutrino detection just because dark particles are a little bit less clearly founded than neutrinos were...

Then, on the experimental side, there could be something useful to learn for instance from the uplifting story of the appearance and disappearance of the 17 keV neutrinos...(http://phys.colorado.edu/sites/default/files/appearance_and_disappearance_of_the_17-kev_neutrino.pdf) 

Sur le plan théorique, on peut se demander si la détection de matière noire n'est pas plus difficile que la détection des neutrinos simplement parce que les particules sombres ont des bases théoriques un peu moin solide que l'étaient celles des neutrinos ...  

Du coup sur le plan expérimental il y aurait peut-être quelque chose d'utile à apprendre par exemple de l'histoire édifiante de l'apparition et de la disparition des neutrinos à 17keV... http://phys.colorado.edu/sites/default/files/appearance_and_disappearance_of_the_17-kev_neutrino.pdf) 

laboussoleestmonpays, commentaire déposé et accepté le 27/08/2013

//traduction des extraits en anglais effectuée le 23/10/13