Les scientifiques pensent avoir résolu l’un des problèmes les plus anciens de l’univers

C’est l’un des problèmes les plus anciens de l’univers : puisque la matière et l’antimatière s’annihilent au contact, et que les deux formes de matière existaient au moment du Big Bang, pourquoi y a-t-il un univers qui se compose principalement de matière plutôt que de rien du tout ? Où est passée toute l’antimatière ?

« Le fait que notre univers actuel soit dominé par la matière reste l’un des mystères les plus anciens de la physique moderne », a déclaré Yano Koi, professeur de physique et d’astronomie à Riverside, Université de Californie. dans la situation actuelle Je l’ai partagé cette semaine. « Un déséquilibre subtil ou une asymétrie entre la matière et l’antimatière dans l’univers primitif est nécessaire pour atteindre la domination de la matière aujourd’hui, mais ne peut pas être atteint dans le cadre connu de la physique fondamentale. »

Il existe des théories qui peuvent répondre à cette question, mais il est très difficile de les tester à l’aide d’expériences en laboratoire. En ce moment nouveau papier Paru jeudi dans le magazine messages d’examen physiqueLe Dr Cui et son co-auteur, Zhong-Zhi Xianyu, professeur adjoint de physique à l’Université Tsinghua, en Chine, expliquent qu’ils ont peut-être trouvé des travaux sur l’utilisation de la rémanence du Big Bang lui-même pour mener l’expérience.

La théorie que le Dr Tsui et Chung-Chi voulaient explorer est connue sous le nom de formation de leptogène, un processus impliquant la désintégration de particules qui pourrait conduire à l’asymétrie entre la matière et l’antimatière dans l’univers primitif. En d’autres termes, l’asymétrie de certains types de particules élémentaires dans les premiers instants de l’univers aurait pu croître au fil du temps et à travers davantage d’interactions de particules dans l’asymétrie entre la matière et l’antimatière qui a rendu l’univers tel que nous le connaissons – et la vie – possible.

« La formation de leptogènes est l’un des mécanismes les plus convaincants qui génèrent une asymétrie matière-antimatière », a déclaré le Dr Cui dans un communiqué. « Il s’agit d’une nouvelle particule fondamentale, le neutrino droitier. »

Le Dr Coy a ajouté que la génération du neutrino de droite nécessite beaucoup plus d’énergie que celle qui peut être générée lors de collisions de particules sur Terre.

« Tester la formation de leptogènes est presque impossible, car la masse du neutrino droitier est généralement en grand nombre, ce qui dépasse la capacité du plus grand collisionneur jamais construit, le Large Hadron Collider », a-t-elle déclaré.

Le Dr Koi et ses co-auteurs étaient d’avis que les scientifiques n’auraient peut-être pas besoin de construire un collisionneur de particules plus puissant, car les conditions mêmes qu’ils aimeraient créer dans une telle expérience existaient déjà dans certaines parties de l’univers primitif. La période inflationniste, l’ère de la même expansion exponentielle du temps et de l’espace qui a duré des millisecondes après le Big Bang, ….

« L’inflation cosmique a fourni un environnement très énergétique, permettant la production de nouvelles particules lourdes en plus de leurs interactions », a déclaré le Dr Coy. « L’univers inflationniste s’est comporté exactement comme le collisionneur cosmique, sauf que l’énergie était jusqu’à 10 milliards de fois supérieure à celle de n’importe quel collisionneur créé par l’homme. »

De plus, les résultats de ces expériences naturelles de collisionneur cosmique peuvent être conservés aujourd’hui dans la distribution des galaxies, ainsi que le fond diffus cosmologique, la rémanence du Big Bang dont les astrophysiciens ont tiré une grande partie de leur compréhension actuelle de l’évolution de l’univers. . .

« Plus précisément, nous montrons que les conditions préalables à la génération d’asymétrie, y compris les interactions et les masses du neutrino de droite, qui est ici l’acteur clé, peuvent laisser des empreintes distinctes dans les statistiques de la distribution spatiale des galaxies ou du fond diffus cosmologique, » a déclaré le Dr. Faire ces mesures reste toutefois à faire, a-t-elle ajouté. « Des observations astrophysiques attendues dans les années à venir pourraient détecter de tels signaux et révéler l’origine cosmique de la matière.