Moins d’un trillionième de seconde après le Big Bang, un autre événement tumultueux s’est produit

Source : By Ron Cowen, Science news (Traduit par LOlopsw pour NOT)

Les physiciens de l’accélérateur de particules de Fermi à Batavia (Illinois) ont découvert un nouvel indice sur ce qui a causé le déséquilibre imprévu, qui a mené à l’existence des galaxies, des planètes et de l’humanité.

Analyses de l’expérience "DZero" de decay concernant l’affaiblissement des particules appelées "mésons B" qui sont créés pendant des collisions de grande énergie entre les protons et les antiprotons à l’accélérateur de Tevatron du Fermilab.

Moins d’un trillionième de seconde après le Big Bang, un autre événement tumultueux s’est produit. Bien que le cosmos soit né avec des quantités égales de matière et d’antimatière, qui se détruisent lors du moindre contact, la matière a commencé d’une façon ou d’une autre à dominer.

Les physiciens ont maintenant découvert un nouvel indice sur ce qui a causé le déséquilibre imprévu, qui a mené à l’existence des galaxies, des planètes et de l’humanité.

Le nouveau résultat est basé sur huit ans à étudier l’affaiblissement des trillions de particules de courte durée, appelés les mésons B, et qui sont produites pendant des collisions à grande énergie au collisionneur de particules de Tevatron du laboratoire national d’accélérateur de Fermi à Batavia. Les scientifiques d’Illinois, après l’expérience de DZero du Tevatron, ont trouvé les preuves que quand les mésons B se désagrègent, ils produisent environ 1 pour cent de plus de paires de muons, une version lourde de l’électron, que de paires de l’antiparticule des muons, l’antimuon. Les physiciens se réfèrent au phénomène comme étant une violation de la physique des particules.

Le déséquilibre, rapporté à une conférence de Fermilab le 14 mai et mit le 18 mai en ligne, peut présager de bonnes choses pour comprendre par la suite comment la matière a surpassé l’antimatière dans l’univers. Il lève également une chance supplémentaire pour que le grand Collisionneur de Hadron, l’accélérateur européen qui a récemment remplacé le Tevatron en tant que "smasher" d’atomes le plus puissant du monde, découvre de nouvelles particules élémentaires ou toute autre physique originale.

Bien que petit, le 1 pour cent en excédent est 50 fois plus grand que l’asymétrie entre la matière et l’antimatière prévue pour le méson B s’il se délabre par le modèle standard de la physique des particules, dit le porte-parole Stefan Söldner-Rembold de DZero dans ses notes de l’université de Manchester en Angleterre.

« C’était une situation de "goosebump" (chair de poule, choc), » dit Söldner-Rembold du moment début mai où lui et ses 500 collaborateurs de DZero ont réalisé ce qu’ils avaient découvert. « Nous étions très excités parce que cela signifie qu’il y a une nouvelle physique au delà du modèle standard qui doit être à notre portée pour que l’asymétrie soit si grande. »

Bien qu’il y ait moins qu’une chance sur 0,1 pour cent que les résultats de DZero soient une erreur, de par les normes de la physique des particules, les résultats devraient être considérés tout comme les probabilités qui doivent encore être confirmées, écrit le théoricien Yuval Grossman à l’attention de Cornell University. Söldner-Rembold note que les résultats de DZero sont semblables à une asymétrie dans la production de matière-antimatière découverte il y a une année par une autre expérience de Tevatron, appelé CDF, mais les nouveaux résultats ont une certitude beaucoup plus élevée.

Les théories qui pourraient expliquer les observations de DZero incluent "la supersymetrie, qui suppose que chaque particule élémentaire dans le modèle standard de la physique des particules, possède un "superpartner" plus lourd non encore découvert (théoricien Marcela Carena et notes de Fermilab, qui n’est pas un membre de l’équipe de découverte). D’autres théories possibles, elle note, inclut un modèle dans lequel la pesanteur et d’autres forces fonctionnent en supplément, de dimensions cachées, et la notion qu’il y a un plus, la quatrième famille des quarks au delà des trois générations connues (à travers, strange et charm, et dessus et bas-les familles de quarks connues) ce servir de blocs constitutifs des noyaux atomiques et de quelques autres particules."

"Dans les modèles avec une quatrième famille de quark, la présence de nouveaux, lourds quarks et leur interaction avec les trois familles connues ont pu mener à un plus grand déséquilibre entre la matière et l’antimatière que trouvée dans le modèle standard", note Carena. "Dans la théorie de la supersymetrie, les superpartners lourds joueraient un rôle semblable à celui du quark lourd en créant les interactions qui pourraient légèrement favoriser la production de la matière par rapport à l’antimatière", elle ajoute.

Et les théories avec des dimensions supplémentaires, les nouvelles particules de « messager » - porteurs des forces précédemment inconnues - se déplaceraient de dimensions cachées. Ces porteurs ont pu changer une charge et une propriété différente, appelées la "saveur", des particules élémentaires, causant le déséquilibre additionnel entre la matière et l’antimatière.

« Toujours, est-il qu’il est difficile de trouver une théorie qui peut produire cette asymétrie sans contredire d’autres résultats expérimentaux, » Carena ajoute.

Ulrich Nierste de l’université de Karlsruhe en Allemagne frappe une autre note d’avertissement. « Le raccordement du résultat de DZero à l’excédent de la matière au-dessus de l’antimatière dans l’univers est vague, » il dit. "Alors que les probabilités de résultat de DZero sur une nouvelle source d’asymétrie dans les propriétés du B-méson et de son antiparticule, les processus qui ont créé plus de particules que des antiparticules dans le premier univers ont pu avoir impliqué un mécanisme physique très différent", Nierste dit.

"Néanmoins, dit Carena, une certaine nouvelle source d’asymétrie « est nécessaire pour expliquer le déséquilibre de matière-antimatière dans l’univers et par conséquent notre existence. » Et pour chacun des modèles proposés, « le grand Collisionneur de Hadron devrait avoir une fenêtre directe pour observer de nouvelles particules, » elle s’ajoute.

"Une des expériences plus petites au Collisionneur, conçu pour examiner des mésons B, pourrait confirmer les résultats de l’équipe de DZero dans une année ou deux", indique Grossman. "De plus grandes expériences au Collisionneur pourraient alors poursuivre les nouvelles particules qui pourraient être la source de déséquilibre cosmique de matière et d’antimatière et déterminer leurs masses", il s’ajoute.
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Le big-bang étant une supposition, faire une autre supposition à partie de celle-ci .......