Le problème
Chaque particule a une jumelle de charge opposée. Lorsqu’elles se rencontrent, les deux particules disparaissent en se transformant en rayonnement. Dans l’Univers chaud de ses débuts, ces paires se formaient et s’annihilaient constamment, et selon des lois symétriques, le bilan aurait dû être nul.
- Les paires se forment
- Les paires s’annihilent
- Il devrait rester du rayonnement
- Mais il est resté de la matière
On évalue l’ampleur du déséquilibre ainsi: pour chaque milliard de paires qui s’annihilaient, il restait environ une particule de matière en trop. Tout ce que nous voyons autour de nous, y compris les étoiles et nous-mêmes, est le vestige de ce minuscule excédent.
Ce qu’il faudrait pour cela
Les conditions qui permettraient de produire un déséquilibre ont été formulées il y a longtemps. Il faudrait que les lois de la nature se comportent légèrement différemment avec la matière et l’antimatière, que des processus capables de modifier leurs quantités existent, et que tout cela se produise hors équilibre.
La première condition est en partie remplie: des expériences menées sur certaines particules montrent bien une petite différence de comportement. Le problème, c’est que la différence observée est très loin de suffire: elle est des millions de fois plus faible que ce qu’il faudrait pour expliquer le déséquilibre observé.
L’asymétrie est mesurée de façon fiable, mais sa cause reste inconnue
Voilà où en est la situation. Le fait que de la matière ait subsisté ne fait aucun doute: c’est ce qui nous constitue. En revanche, l’explication manque, et c’est l’un des grands problèmes non résolus de la physique.
Où cherchent les scientifiques
Les chercheurs explorent plusieurs pistes: ils cherchent des différences plus marquées dans le comportement des particules et des antiparticules, étudient les neutrinos, qui pourraient se comporter de façon inhabituelle, et recherchent de nouvelles particules lourdes qui se seraient désintégrées dans l’Univers primordial en créant un déséquilibre.
Ils vérifient aussi une hypothèse beaucoup plus simple: et si l’antimatière existait quelque part, simplement dans d’autres régions? Pour l’instant, rien ne le confirme: les frontières entre ces régions produiraient un rayonnement intense dû à l’annihilation, et on n’en observe aucun.
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Sources
- Les conditions nécessaires à l’apparition d’un excédent de matière ont été formulées par Andreï Sakharov en 1967. La violation de la symétrie observée dans les processus connus ne suffit pas à expliquer l’asymétrie