Nous ne sommes tous ici que parce que la réalité est un reflet imparfait d'elle-même. En raison du manque de symétrie dans l'univers, beaucoup de matière est disponible pour se fondre dans les milliards de galaxies que nous voyons aujourd'hui.
Depuis près d'une décennie, les scientifiques collectent des données de l'expérience de physique des particules de Tokai à Kamioka (T2K) au Japon. Ce sont les preuves les plus convaincantes de déséquilibre, qui peuvent aider à expliquer pourquoi la matière n'a pas disparu au moment où elle est apparue.
L'étude a recherché des différences significatives dans la façon dont les particules presque sans masse appelées neutrinos changent de forme par rapport à leur particule «miroir», les antineutrinos.
Ironiquement, les neutrinos sont si petits qu'ils existent à peine, ils glissent au-delà de la plupart des autres particules sans interagir. Mais ce qui leur manque, ils le compensent en quantités énormes, se produisant un milliard de fois plus souvent que les particules qui se déposent ensemble pour former des atomes.
En fait, cette abondance de neutrinos, mélangée à leur comportement étrange et à leurs propriétés changeantes, attire les physiciens à la recherche d'une explication pour tout, de la matière noire au déséquilibre apparent des types de particules que nous voyons autour de nous.
Il y a longtemps, alors que l'univers était encore un désordre chaud emballé dans un espace minuscule (mais en expansion), la condensation de l'énergie dans les particules aurait dû produire des paires de particules aux propriétés opposées.
Cela signifie que des électrons chargés négativement sont apparus à côté de jumeaux d'antimatière chargés positivement appelés positrons. Puisque la matière en combinaison avec l'antimatière disparaît dans le faisceau de rayonnement, l'espace doit être rempli de rien de plus essentiel que des ondes de lumière.
Ce n'est évidemment pas le cas. Du moins pas vraiment. Assez de particules de matière collées autour d'eux pour finalement créer des choses comme des étoiles, des comètes, des bombes et des trombones.
“Des quantités égales de matière et d'antimatière ont été créées dans l'univers primitif, donc une question importante en cosmologie est de savoir comment nous sommes arrivés à l'univers que nous voyons aujourd'hui, où la matière est dominante”, a déclaré le physicien expérimental Lindsay Bignell de l'ANU en Australie.
«Nous n'avons pas encore une idée complète de la façon dont cela s'est produit, mais nous savons que la rupture de symétrie est un élément nécessaire», déclare Bignell.
La symétrie signifie l'échange de charge et de parité, des changements de particules qui se produisent en opposition. Par exemple, les charges positives se transforment en charges négatives lorsque les particules deviennent des antiparticules. En ce qui concerne la parité, il s'agit d'un décalage de coordonnées, un peu comme le fait que votre main gauche est une image miroir de votre droite.
La quantité massive de données dans cette étude signifie que nous pouvons être plus confiants que jamais que la rupture de cette symétrie critique est ce qui se cache derrière le modèle observé dans les neutrinos oscillants.
Nous sommes encore loin d'avoir une réponse définitive à la question de savoir pourquoi la matière existe telle qu'elle existe, et nous devrons attendre des expériences futures pour déterminer si cette violation particulière aidera à l'expliquer. Sinon, nous devrons peut-être attendre une physique complètement nouvelle.
Cette étude a été publiée dans la revue Nature.
Sources: Photo: Détecteur de neutrinos Super Kamiokand. (Observatoire de Kamioka / ICRR / Université de Tokyo)
