Selon de nouvelles données, l'antimatière peut parcourir d'énormes distances dans voie Lactée, avant que ses particules ne soient absorbées. Cette découverte pourrait aider les astronomes à rechercher la matière noire, une substance mystérieuse qui représente environ 85 % de la masse totale de l'univers mais qui reste invisible car elle n'interagit pas avec la lumière.
Les scientifiques du groupe de recherche ALICE (A Large Ion Collider Experiment) sont arrivés à cette découverte en utilisant des noyaux d'antihélium. C'est l'équivalent antimatière des noyaux d'hélium, qui se forme lors des collisions de noyaux atomiques au Grand collisionneur de hadrons (VAK). "Nos résultats, basés sur des mesures d'absorption directe, montrent pour la première fois que des noyaux d'antihélium-3 arrivant du centre de notre galaxie peuvent atteindre l'espace proche de la Terre", ont déclaré les scientifiques dans un communiqué.
Bien que cette forme d'antimatière puisse être créée dans des accélérateurs de particules tels que HAC, il n'y a pas de sources naturelles de noyaux d'antimatière, ou « antinoyaux », sur Terre. Cependant, ces antiparticules sont produites naturellement ailleurs dans la Voie lactée, les scientifiques privilégiant deux sources possibles de leur origine.
La première source présumée d'antinoyaux est l'interaction des rayons cosmiques de haute énergie provenant de l'extérieur du système solaire avec les atomes du milieu dit interstellaire, qui remplit l'espace entre les étoiles. Une autre source putative est l'annihilation des particules matière noire, qui sont répartis dans toute la galaxie.
Un scénario suggère que lorsque les particules de matière noire entrent en collision, elles s'annihilent en particules, qui se désintègrent ensuite en matière légère et en particules d'antimatière telles que les électrons et les positrons. Si l'annihilation de la matière noire est effectivement la source de l'antimatière dans l'univers, l'antimatière pourrait ouvrir la voie à la matière noire, espèrent les scientifiques.
L'équipe d'ALICE a enquêté sur la disparition de l'antimatière en utilisant le HAC pour faire entrer en collision des atomes de plomb ionisés ou dépourvus d'électrons. Les physiciens ont ensuite mesuré comment les noyaux d'antihélium-3 créés par ces collisions interagissent avec la matière ordinaire sous la forme du détecteur ALICE. L'expérience a révélé pour la première fois la vitesse à laquelle les noyaux d'antihélium-3 disparaissent lorsqu'ils entrent en collision avec de la matière ordinaire.
A l'aide d'un programme informatique, les chercheurs ont modélisé la propagation des antiparticules à travers la galaxie et ont entré dans ce modèle le taux de disparition mesuré par ALICE. Ce modèle a permis aux chercheurs d'extrapoler leurs résultats à la galaxie dans son ensemble, ainsi que d'examiner deux mécanismes proposés pour la formation d'antinoyaux. Un modèle a suggéré que l'antimatière provenait de collisions de rayons cosmiques avec le milieu interstellaire, tandis qu'un autre modèle attribuait l'antimatière à une forme hypothétique de matière noire appelée particules massives à faible interaction (WIMP).
Pour chacun de ces mécanismes, l'équipe ALICE a estimé la transparence de la Voie lactée pour les noyaux d'antihélium-3, c'est-à-dire la distance que les noyaux d'antihélium-3 sont libres de parcourir avant d'être détruits ou absorbés. Les modèles ont montré une transparence d'environ 50 % dans le modèle de la matière noire et une transparence allant de 25 % à 90 % dans le modèle de collision des rayons cosmiques.
Ces valeurs montrent que les noyaux antihélium-3, qui se forment à la suite des deux processus, peuvent parcourir de longues distances - jusqu'à plusieurs kiloparsecs, et chaque kiloparsec équivaut à environ 3300 années-lumière. Soit dit en passant, le diamètre de la Voie lactée, selon la NASA, est d'environ 30 kiloparsecs.
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