Crédit, CERN/Getty Images
Les scientifiques ont détecté des signaux à la plus petite échelle jamais explorée dans la nature : 100 milliards de fois plus petites qu’un atome.
C'est un monde si petit que certains physiciens l'ont surnommé le zeptoverse (une référence au zeptomètre, unité de mesure qui correspond à un billionième de milliardième de mètre, soit 0,000000000000000000001 m).
La découverte a été faite par une équipe dirigée par des scientifiques de Cambridge, au Royaume-Uni, sur la base d'une expérience réalisée au Large Hadron Collider (connu sous l'acronyme LHC, de l'anglais Large Hadron Collider).
Cette gigantesque machine (LHC), installée à l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (Cern), à la frontière entre la Suisse et la France, provoque des collisions entre atomes pour les fragmenter et découvrir ce qu'ils contiennent.
Le résultat est important car il peut aider les chercheurs à développer une théorie nouvelle et plus complète sur le fonctionnement de l’Univers.
"Aux portes" du zeptoverse
La matière noire est l’un des plus grands mystères de la science. Elle représente une grande partie de l’Univers, mais les chercheurs ont du mal à la détecter.
La matière noire représente environ 25 % de l’énergie totale de l’univers et est une forme de matière qui n’interagit pas avec la lumière.
Les scientifiques savent qu’elle existe parce que sa force gravitationnelle influence la matière ordinaire. Sa présence n'est détectable que par ses effets gravitationnels sur la formation et l'évolution des structures de l'univers, telles que les galaxies et les amas de galaxies. Mais à tous autres égards, elle reste totalement invisible.
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Dans cette expérience, les particules ont été soumises à des collisions à haute énergie et les scientifiques ont analysé la matière libérée, les fragments produits par les chocs.
Parmi ces particules se trouve le quark beauté, également connu sous le nom de quark bottom, une particule subatomique, c'est-à-dire plus petite qu'un atome.
Cette particule est instable et n’existe que pendant 1,5 billionième de seconde avant de se transformer en d’autres particules, selon un processus appelé désintégration.
Malgré sa très brève existence, les chercheurs ont pu détecter son interaction avec d’autres minuscules particules à l’échelle du sextillionième de mètre.
Certaines théories suggèrent qu’à ces échelles, les particules sont plus sensibles à la matière noire, ce qui pourrait influencer la manière dont les quarks interagissent et se désintègrent. Par conséquent, détecter une activité sur ce petit monde pourrait aider les scientifiques à identifier la matière noire.
"Nous frappons aux portes de ce zeptoverse", a déclaré à BBC News le physicien Harry Cliff, de l'Université de Cambridge, au Royaume-Uni, qui a dirigé l'analyse des données.
Selon Cliff, cette danse subatomique permet aux chercheurs d’observer de près le comportement d’éventuelles nouvelles particules.
"Et ce que nous voulons faire maintenant, c'est entrer dans ce monde, l'explorer et découvrir quelles nouvelles particules nous attendent. Pour ce faire, nous avons besoin de plus de données", a ajouté Cliff.
Crédit, Joshua Falcon/BBC
Les 28 pays participant au projet ont convenu d'investir 150 millions de livres (environ 1,1 milliard de reais) dans la modernisation du détecteur LHCb, installé au Grand collisionneur de hadrons (LHC). L’amélioration permettrait de décupler la fréquence à laquelle ces désintégrations sont enregistrées.
"Grâce à cela, nous pourrons sonder l'intérieur du Zeptoverse et découvrir ce qu'il contient", a déclaré Cliff, de l'Université de Cambridge.
Mais l’année dernière, l’Agence britannique pour la recherche et l’innovation (UKRI), l’organisme gouvernemental responsable du financement de la recherche, a annoncé qu’elle ne contribuerait plus à sa part des ressources destinées à la modernisation.
L'agence a ensuite annoncé au cours de l'été des réductions de financement pour plusieurs autres projets de physique des particules et d'astronomie, notamment le télescope phare Lovell de l'observatoire de Jodrell Bank.
Bien que la recherche ait été dirigée par des scientifiques de Cambridge, les réductions jettent le doute sur la pleine participation du Royaume-Uni aux études futures, selon Tim Gershon, professeur qui coordonne la collaboration scientifique internationale de LHCb, dans une interview avec BBC News.
"Le Royaume-Uni risque d'être laissé de côté et de passer à côté de découvertes vraiment importantes", a déclaré Gershon. « Mais je pense que l’impact le plus important à long terme sera que le Royaume-Uni ne parviendra pas à récolter les fruits de la formation de jeunes chercheurs, qui constituent en fait notre plus grand atout. »
Parmi ces chercheurs en début de carrière se trouve Mary Richardson-Slipper, membre de l'équipe chargée de découvrir le Zeptoverse. Confrontée aux coupes budgétaires dans le domaine de la physique, elle repense son avenir professionnel.
"J'adore être ici au Royaume-Uni, mais je cherche un emploi à l'étranger car il semble y avoir plus d'opportunités en dehors du pays en ce moment", a déclaré Richardson-Slipper.
Elle a ajouté que "beaucoup" de ses collègues travaillant sur la recherche en physique fondamentale ont déjà déménagé dans d'autres pays.
Ces réductions surviennent malgré une augmentation record du budget global de la science.
Le physicien Brian Cox, présentateur de télévision et chercheur en physique des particules à l'Université de Manchester, au Royaume-Uni, qui n'a pas participé à l'étude, a qualifié le résultat d'"important".
Et il a critiqué la récente décision de réduire le financement britannique du projet du Cern.
"Il serait extraordinaire d'abandonner le leadership scientifique du Royaume-Uni à ce moment-là, ce qui nuirait au futur programme de recherche et causerait de graves dommages à notre réputation internationale durement gagnée", a déclaré Cox.
L'UKRI a déclaré à BBC News que le Royaume-Uni restait pleinement impliqué dans le Cern, dont il est le deuxième bailleur de fonds, avec une contribution d'environ 175 millions de livres sterling par an (environ 1,3 milliard de reais).
Un porte-parole de l'UKRI a déclaré : « Nous avons demandé des conseils indépendants et avons décidé d'aller de l'avant avec un ensemble prometteur de nouveaux investissements dans les infrastructures, qui comprennent des projets dans les domaines de l'énergie propre, de l'imagerie diagnostique et du patrimoine culturel. »
« Cependant, comme c’est souvent le cas, nous avons reçu des propositions de financement plus prometteuses que nous n’avons pu en soutenir. »
Reportage supplémentaire d'Alejandra Martins
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