Les scientifiques viennent de confirmer le problème au centre de l’Univers : il ne devrait pas exister du tout.
En effet, au tout début de l’existence, les quantités égales de matière et d’antimatière présentes auraient dû s’annihiler mutuellement, ce qui signifie que vous ne liriez pas cet article environ 13,8 milliards d’années plus tard.
L’une des explications est qu’une différence cruciale entre la matière et l’antimatière a empêché cette catastrophe, mais les recherches les plus récentes menées au CERN, en Suisse, ont révélé qu’à part leurs charges opposées, elles semblent totalement identiques.
“Toutes nos observations trouvent une symétrie complète entre la matière et l’antimatière, ce qui explique pourquoi l’Univers ne devrait pas exister en réalité”, explique l’un des chercheurs, Christian Smorra.
“Une asymétrie doit exister quelque part, mais nous ne comprenons tout simplement pas où se trouve cette différence. Quelle est la source de cette rupture de symétrie ?”
Pour commencer dès le début, le Big Bang a produit, selon nos connaissances, une quantité égale de matière et d’antimatière – à la fois la substance qui constitue la quasi-totalité de la matière visible dans l’Univers, et son insaisissable jumeau miroir.
Étant donné que lorsque la matière rencontre l’antimatière, elles sont généralement détruites dans un éclair d’énergie pure – assez pour alimenter le vaisseau Enterprise – cela signifie qu’il doit y avoir quelque chose que nous ne connaissons pas encore qui a empêché que cela se produise lors de la naissance de l’Univers.
Les propriétés magnétiques des antiprotons, les versions antimatière des protons ordinaires, étaient l’un des derniers espoirs de trouver un déséquilibre entre les deux types de matière. Mais après avoir effectué les mesures les plus précises à ce jour, les scientifiques affirment qu’il n’y a toujours pas d’écart.
Comme l’antimatière ne peut être contenue physiquement, les chercheurs ont utilisé des pièges de Penning de particules chargées pour maintenir les antiprotons à des températures incroyablement basses, enveloppés dans des champs magnétiques et électriques, prêts à être mesurés.
L’équipe a ainsi battu le record de stockage de l’antimatière, qui a été conservé pendant 405 jours au total.
Un piège de Penning utilisé pour stocker des antiprotons. Crédit : Stefan Sellner, Laboratoire des symétries fondamentales, RIKEN, Japon
L’intensité du champ magnétique a été mesurée jusqu’à neuf chiffres significatifs, ce qui offre une précision 350 fois supérieure à celle des mesures précédentes, mais aucune différence n’a pu être trouvée entre les antiprotons et les protons (ou entre l’antimatière et la matière).
La mesure de la force magnétique, pour ceux que cela intéresse, était de -2,7928473441 magnétons nucléaires, ce qui correspond à la valeur positive du proton.
Où allons-nous maintenant ?
À des niveaux de précision encore plus élevés, disent les scientifiques du CERN. Il doit bien y avoir une raison pour que nous soyons tous ici à vivre et à respirer.
Soit cela, soit nous sommes dans une immense simulation informatique.
De futures expériences sont prévues pour étudier les propriétés magnétiques des antiprotons de manière encore plus détaillée, et pour examiner si la gravité pourrait être la différence entre la matière et l’antimatière que tout le monde essaie de repérer.
En attendant, on peut se consoler en se disant que nous en apprenons toujours plus sur ce qui compose l’Univers et que des mesures encore plus précises sont en préparation.
“En mettant à niveau l’expérience grâce à plusieurs innovations techniques, nous pensons qu’il est encore possible de l’améliorer. À l’avenir, après la mise à niveau du CERN qui devrait s’achever en 2021, nous serons en mesure d’obtenir une amélioration au moins décuplée”, déclare Smorra.
Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.