L’observation du mouvement des galaxies par des grands télescopes, et en particulier celle de la vitesse de rotation des bras des galaxies spirales, a provoqué une grande surprise : pour expliquer ces mouvements, il faudrait que ces galaxies aient une masse dix fois plus élevée que ce que nos grands télescopes observent, en particulier dans le halo de ces galaxies. En fait, ce serait 90% de la masse totale de l’univers qui n’est pas vue par les instruments actuels. La nature de cette matière mystérieuse appelée « matière noire » car elle ne rayonne pas (et n’est donc pas vue par nos télescopes) n’est pas connue. On a pu démontrer qu’il ne s’agissait pas de soleils trop légers pour allumer leur feu nucléaire, ni de planètes qui n’émettent pas de lumière. Cette matière ne peut pas être de la matière ordinaire. Ce phénomène pourrait être dû à un nouveau type de particules massives, les WIMPs, ce qui veut dire en anglais Particule Massive Interagissant Faiblement. Dans le modèle théorique de physique des particules appelé modèle supersymétrique (MSS), le candidat pour le WIMP est une particule neutre appelée Neutralino, qui est en plus sa propre antiparticule. Si ces Neutralinos qui sont activement recherchés sont bien à l’origine de la matière noire, alors on doit pouvoir détecter leur annihilation lorsqu’ils entrent en collision entre eux dans le halo des galaxies. Ces annihilations se feraient en particulier en produisant des rayons gamma et des positons qui se rajouteraient en excès au flux de particules cosmiques, excès qu’AMS pourrait détecter grâce à sa très grande sensibilité.
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La matière noire
Quelle est la nature de la matière noire qui formerait 90% de la masse de l’univers et que nos instruments n’ont pas encore pu observer ?