Selon les physiciens d'Oxford analysant les données du Large Hadron Collider, une particule subatomique peut basculer entre la matière et l'antimatière. Il s'avère qu'une inexplicable petite différence dans le poids des deux particules aurait pu sauver l'univers de l'anéantissement peu de temps après qu'il ait commencé.
L'antimatière est une sorte de "sosie maléfique" de la matière normale, mais elle est remarquablement similaire - en fait, la seule vraie différence est que l'antimatière a la charge opposée. Cela signifie que si jamais la matière et une particule d'antimatière entrent en collision, elles s'annihilent dans une explosion d'énergie.
Pour compliquer les choses, certaines particules, comme les photons, sont en fait leurs propres antiparticules. D'autres existaient même comme un mélange fantaisiste des deux états en même temps, grâce au concept caprice quantique de superposition (mieux illustré par une expérience imaginaire avec Le chat de Schrödinger). Cela signifie que ces particules oscillent en réalité entre la matière et l'antimatière.
Et maintenant, une nouvelle part a rejoint ce club exclusif - maison de charme. Cette particule subatomique se compose généralement d'un quark magique et d'un antiquark, tandis que son homologue antimatière se compose d'un antiquark magique et d'un quark. Normalement, ces états sont séparés, mais de nouvelles recherches montrent que les mésons magiques peuvent basculer spontanément entre eux.
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Ce qui a fini par révéler le secret, c'est que les deux États ont des masses légèrement différentes. Et nous voulons dire "un peu" à l'extrême - la différence n'est que de 0,00000000000000000000000000000000000001 grammes.
Cette mesure incroyablement précise a été obtenue à partir de données recueillies lors du deuxième lancement du Large Hadron Collider par des physiciens de l'Université d'Oxford. Les mésons magiques sont produits au LHC lors de collisions proton-proton et ne parcourent généralement que quelques millimètres avant de se désintégrer en d'autres particules.
En comparant les mésons charmés qui ont tendance à voyager plus loin avec ceux qui se désintègrent plus tôt, l'équipe a identifié les différences de masse comme le principal facteur déterminant si un méson charmé se transforme ou non en anticharme.
Cette petite découverte pourrait avoir des implications gigantesques pour l'univers. Selon le modèle standard de la physique des particules, le Big Bang aurait dû produire des quantités égales de matière et d'antimatière, et au fil du temps, tout serait entré en collision et annihilé, laissant le cosmos un endroit très vide. Évidemment, cela ne s'est pas produit, et d'une manière ou d'une autre la matière en est venue à dominer, mais qu'est-ce qui a causé ce déséquilibre ?
Une hypothèse suggérée par la nouvelle découverte est que des particules comme le méson charmé passeront plus souvent de l'antimatière à la matière que de la matière à l'antimatière. Rechercher si cela est vrai – et si oui, pourquoi – pourrait être une clé importante pour résoudre l'un des plus grands mystères de la science.
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