Plus d'un siècle après leur découverte, les rayons cosmiques, ces particules d'énergie extrême venant des confins de l'univers, demeurent un mystère scientifique. La mission spatiale internationale DAMPE (Dark Matter Particle Explorer), en partenariat avec l'Université de Genève (UNIGE), a réalisé une percée majeure en identifiant une caractéristique universelle dans le spectre énergétique de ces particules. Ces résultats, publiés dans la revue Nature, éclairent le mécanisme d'accélération et de propagation des rayons cosmiques dans notre galaxie. Les rayons cosmiques, principalement constitués de protons mais incluant également des noyaux d'hélium, de carbone, d'oxygène et de fer, possèdent des énergies bien supérieures à celles produites par les accélérateurs artificiels terrestres. Leur origine est attribuée à des phénomènes astrophysiques violents tels que les supernovas, les jets de trous noirs ou les pulsars. Lancée en décembre 2015, la mission DAMPE vise à élucider leur nature. L'équipe genevoise du département de physique nucléaire et des particules (DPNC) joue un rôle central dans cette exploration, ayant notamment développé des techniques d'intelligence artificielle pour reconstruire les événements détectés et contribué à la conception de l'un des sous-détecteurs principaux, le Trackeur Silicium-Tungstène, essentiel pour mesurer précisément la charge et la trajectoire des particules. L'analyse des mesures de haute précision effectuées par le télescope a révélé un phénomène commun à tous les noyaux étudiés, des protons au fer. Au-delà d'une certaine valeur d'énergie, le nombre de particules diminue de manière plus rapide que prévu. Ce phénomène, appelé « adoucissement spectral », se produit à une rigidité d'environ 15 téra-volts. La rigidité d'une particule mesure sa résistance à être déviée par un champ magnétique, une valeur déterminée par son énergie divisée par sa charge. Cette observation constitue une validation importante pour les modèles théoriques actuels. Elle confirme que l'accélération et le transport des rayons cosmiques dépendent principalement de leur rigidité plutôt que de l'énergie par nucléon. En effet, les mesures de DAMPE éliminent avec un niveau de confiance de 99,999 % les modèles alternatifs suggérant que l'énergie individuelle de chaque nucléon constitue le facteur clé. Ces découvertes fournissent de nouvelles contraintes expérimentales cruciales pour les modèles d'accélération dans les sources astrophysiques et pour la compréhension du transport des particules dans le milieu interstellaire. Elles marquent une étape significative vers une description plus précise des populations de particules à haute énergie et permettent d'affiner notre compréhension de l'origine de ces messagers cosmiques. La collaboration internationale, menée par l'UNIGE et d'autres institutions, démontre ainsi l'importance de l'exploration spatiale pour percer les secrets les plus profonds de l'univers, y compris le lien potentiel avec la matière noire que la mission DAMPE continue d'étudier.