Il existe un écart important entre la quantité théorique et observée de lithium dans notre univers. Ce problème est connu sous le nom de le problème cosmologique du lithium et a hanté les cosmologistes pendant des décennies. Les chercheurs ont maintenant réduit cet écart d'environ 10 % grâce à une nouvelle expérience sur les processus nucléaires responsables de la création du lithium. Cette recherche pourrait ouvrir la voie à une compréhension plus complète de l'univers primitif.
Il y a un dicton bien connu qui dit « qu'en théorie, la théorie et la pratique sont une seule et même chose ». En pratique, ce n'est pas le cas." C'est vrai dans tous les domaines académiques, mais c'est particulièrement vrai en cosmologie, l'étude de l'univers entier, où ce que nous pensons devoir voir et ce que nous voyons réellement ne correspondent pas toujours. Cela est dû en grande partie au fait que de nombreux phénomènes cosmologiques sont difficiles à étudier en raison de leur inaccessibilité. Les phénomènes cosmologiques nous sont généralement inaccessibles en raison des vastes distances impliquées, ou se sont souvent produits avant même que le cerveau humain ait évolué pour s'en soucier en premier lieu - comme dans le cas du Big Bang.
Le professeur associé du projet Seiya Hayakawa et le maître de conférences Hidetoshi Yamaguchi du Centre de recherche nucléaire de l'Université de Tokyo et leur équipe internationale s'intéressent particulièrement à un domaine de la cosmologie où la théorie et l'observation divergent fortement, à savoir Kproblème osmologique du lithium (KLP). La théorie prédit que quelques instants après le Big Bang, qui a créé toute la matière dans le cosmos, la teneur en lithium devrait être environ trois fois supérieure à ce que nous observons réellement.
"Il y a 13,7 milliards d'années, lorsque la matière a fusionné à partir de l'énergie du Big Bang, les éléments légers communs que nous connaissons tous - l'hydrogène, l'hélium, le lithium et le béryllium - se sont formés dans un processus que nous appelons Nucléosynthèse du Big Bang (BBN) », a déclaré Hayakawa. "Cependant, BBN n'est pas une chaîne directe d'événements dans laquelle une chose se transforme en une autre. En fait, il s'agit d'un réseau complexe de processus dans lesquels un mélange de protons et de neutrons crée des noyaux atomiques, et certains d'entre eux se désintègrent en d'autres noyaux. Par exemple, le contenu d'une forme de lithium ou d'un isotope - le lithium-7 - est principalement le résultat de la production et de la désintégration du béryllium-7. Mais il a été soit surestimé théoriquement, soit sous-estimé en réalité, soit une combinaison de ces deux facteurs. Cela doit être résolu afin de vraiment comprendre ce qui s'est passé ensuite."
Le lithium-7 est l'isotope du lithium le plus courant, représentant 92,5 % de tous les isotopes observés. Cependant, bien que les modèles BBN acceptés prédisent les abondances relatives de tous les éléments impliqués dans le BBN avec une précision remarquable, l'abondance attendue de lithium-7 est environ trois fois supérieure à celle réellement observée. Cela signifie qu'il y a une lacune dans nos connaissances sur la formation de l'univers primitif. Il existe plusieurs approches théoriques et observationnelles qui visent à résoudre ce problème, mais Hayakawa et son équipe ont modélisé les conditions pendant le BBN en utilisant des faisceaux de particules, des détecteurs et une méthode d'observation connue sous le nom de cheval de Troie.
"Nous avons soigneusement étudié l'une des réactions BBN, lorsque le béryllium-7 et un neutron se désintègrent en lithium-7 et un proton. Les niveaux de lithium-7 obtenus étaient légèrement inférieurs aux attentes, environ 10%, a déclaré Hayakawa. - Cette réaction est très difficile à observer, car le béryllium-7 et les neutrons sont instables. Nous avons donc utilisé un deutéron, un noyau d'hydrogène avec un neutron supplémentaire, comme vaisseau pour transporter le neutron dans le faisceau de béryllium-7 sans le perturber. Il s'agit d'une technique unique développée par un groupe italien avec lequel nous collaborons, dans laquelle le deutéron est comme le cheval de Troie dans le mythe grec, et le neutron est un soldat qui pénètre dans la ville imprenable de Troie sans déranger la garde ( sans déstabiliser l'échantillon). Grâce au nouveau résultat expérimental, nous pouvons offrir aux futurs chercheurs théoriques une tâche légèrement moins difficile lorsqu'ils essaient de résoudre le CLP."
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la traduction est une connerie