Quand matière et antimatière ne se comportent pas de la même manière

Quand matière et antimatière ne se comportent pas de la même manière
L'expérience LHCb a constaté une différence de comportement entre matière et antimatière. MAXIMILIEN BRICE/CERN

Où est passé l’antimatière? L’expérience LHCb du Cern a mis en évidence un comportement différent entre des particules et leur antiparticules associées. Un début d’explication à une des plus grosses énigmes du Cosmos.

Le LHC est peut-être sur le point d’expliquer un des mystères les plus tenaces de l’Univers : la disparition de l’antimatière. L’expérience LHCb a permis de constater qu’un certain type de baryons  –une famille de particules qui comprend entre autres les composants du noyau atomique, protons et neutrons– ne se désintègre pas comme son anti-baryon associé : l’écart est même de l’ordre de 20 % selon l’article publié dans la revue Nature. Or, depuis des décennies les physiciens traquent tout comportement différent entre la matière et l’antimatière pour comprendre pourquoi et comment l’antimatière a disparu de l’Univers.

Double de la matière

Tous les modèles cosmologiques indiquent que lors du Big Bang il s’est formé autant de matière que d’antimatière. Ce double de la matière possède exactement les mêmes propriétés que la matière, mais elle est dotée d’une charge opposée. Ainsi l’électron, la particule élémentaire de matière, dotée d’une charge électrique négative, possède son « équivalent antimatière », le positon, qui lui ressemble en tout point (même masse par exemple) sauf que le positon possède une charge électrique positive. Toutes les particules ont ainsi leur antiparticule associée.  Les réactions de désintégration qui ont lieu au sein des accélérateurs de particules le confirment : il se crée toujours autant de matière que d’antimatière. Sauf qu’aujourd’hui, dans la nature, l’antimatière semble avoir disparu.

Baryons et antibaryons

L’expérience LHCb utilise l’un des quatre détecteurs – LHCb, Atlas, CMS, Alice – montés sur l’anneau du LHC, le grand collisionneur à protons, ce tunnel souterrain  de 27 km de circonférence  sous la frontière franco-suisse, au laboratoire européen de physique des particules du CERN.  Le résultat actuel est issu de trois années de données du LHC. L’équipe a comptabilisé 6000 désintégrations de baryons et observé le mode de désintégration où un proton –ou antiproton– et trois pions sont produits. Les chercheurs ont ainsi constaté que baryons et antibaryons ne se désintégraient pas au même taux, ce qui pourrait expliquer une partie de l’asymétrie matière antimatière actuel. Ce résultat doit être de nouveau confirmé par des données supplémentaires.

 

Azar Khalatbari

Source: sciencesetavenir.fr

Lamia Siffaoui
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