Des physiciens observent des particules qui passent de la matière à l’antimatière

Cette observation pourrait aider à percer le mystère de l’asymétrie matière-antimatière.

Une équipe dirigée par des physiciens de l’université d’Oxford a analysé les données du Grand collisionneur de hadrons (LHC) et a découvert qu’une particule subatomique peut passer de la matière à l’antimatière, explique un rapport du New Atlas.

L’antimatière, qui se différencie par une charge opposée à celle de la matière normale, est composée des antiparticules de la matière normale. Certaines particules oscillent entre matière et antimatière par superposition, comme l’illustre l’expérience de pensée du chat de Schrödinger.

Lors d’une première découverte mondiale, il a été constaté que le méson charmant, une particule subatomique composée d’un quark charmant et d’un antiquark, peut se déplacer en mélangeant ses états de particule et d’antiparticule, tout en passant spontanément de l’un à l’autre. Cette découverte est détaillée sur le serveur de préimpression arXiv.

Cette nouvelle découverte a été réalisée grâce à des mesures d’une précision stupéfiante effectuées par le Grand collisionneur de hadrons du CERN. Les deux états ont été différenciés par une différence de masse minuscule de seulement 0,0000000000000000000000000000000001 gramme.

Enquête sur le mystère de l’asymétrie matière-antimatière

Pour leurs recherches, les physiciens de l’université d’Oxford ont étudié les données de la deuxième phase du LHC. L’équipe a cherché à distinguer les mésons charmés qui ont voyagé plus loin de ceux qui se sont dissipés plus tôt. Les mésons charmés sont produits lors des collisions proton-proton au LHC, et ils voyagent généralement sur quelques millimètres avant de se désintégrer ou de se transformer en d’autres particules.

Au cours de cette étude, l’équipe a identifié les minuscules différences de masse qui déterminent si un méson de charme se transforme ou non en méson anti-charme.

« De minuscules mesures comme celle-ci peuvent vous apprendre des choses importantes sur l’Univers auxquelles vous ne vous attendiez pas », a expliqué dans un communiqué de presse le Dr Mark Williams de l’Université d’Édimbourg, l’un des scientifiques impliqués dans la recherche.

La découverte, basée sur des mesures minuscules, a des implications potentiellement énormes. Selon le modèle standard de la physique des particules, le Big Bang aurait dû produire des quantités égales de matière et d’antimatière. Cela signifie, en théorie, que ces deux états auraient dû entrer en collision et s’annihiler mutuellement. Au lieu de cela, la matière domine aujourd’hui l’antimatière, dans un mystère scientifique connu sous le nom d’asymétrie matière-antimatière.

En étudiant plus avant les oscillations observées entre les deux états de la matière, les physiciens du monde entier pourraient être en mesure de déterminer si elles ont été influencées ou causées par des particules inconnues non prévues par le modèle standard.

Avec les plans pour le successeur du LHC, le Future Circular Collider (FCC), et même les discussions sur un collisionneur de hadrons basé sur la Lune dans un avenir plus lointain, une analyse plus détaillée s’appuiera sur la découverte du méson charm, conduisant à une image plus détaillée de la raison pour laquelle l’univers a pris la forme et l’aspect que nous connaissons aujourd’hui.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche