droit d’auteur de l’imageCERN/Getty Images
Les scientifiques ont détecté des signaux à la plus petite échelle jamais explorée dans la nature : 100 milliards de fois plus petite qu’un atome.
Un monde si petit que certains physiciens l’ont surnommé le zeptoverse.
La recherche, dirigée par des scientifiques basés à Cambridge, est issue d'une expérience menée au Grand collisionneur de hadrons (LHC).
Cette énorme machine, située au Laboratoire européen de physique des particules (CERN), à la frontière franco-suisse, près de Genève, entre en collision des atomes pour les séparer et découvrir ce qu'ils contiennent.
Cette découverte, qui intervient après plus de 40 ans de recherche, pourrait aider les chercheurs à explorer un monde mystérieux des milliards de fois plus petit qu'un atome et à développer une nouvelle théorie plus complète sur le fonctionnement de l'univers.
"Frapper à la porte" du zeptoverse
La matière noire constitue une grande partie de notre cosmos, mais les chercheurs ont eu du mal à la détecter.
Les scientifiques savent qu’elle est là parce que son attraction gravitationnelle influence la matière ordinaire, mais à tous autres égards, elle est restée complètement invisible.
Dans cette expérience, des particules sont entrées en collision à haute énergie et les scientifiques ont étudié la matière éjectée : les fragments résultant des collisions.
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L’un d’eux est une particule subatomique, plus petite qu’un atome, appelée quark bottom ou quark bottom (ou encore quark « beauté »).
La particule est instable et n’existe que pendant un milliardième et demi de seconde avant de se désintégrer sous d’autres formes, c’est-à-dire de se désintégrer.
Malgré sa courte durée de vie, les chercheurs ont réussi à détecter son interaction avec d’autres minuscules particules à l’échelle d’un milliardième de mètre.
Certaines théories suggèrent qu’à ces échelles, les particules sont plus sensibles à la matière noire, ce qui pourrait influencer l’interaction et la désintégration des quarks.
Par conséquent, détecter l’activité dans ce petit univers pourrait aider les scientifiques à détecter la matière noire.
droit d’auteur de l’imageJoshua Falcon/BBC
"Les physiciens recherchent ce type rare de désintégration depuis 1984, avant ma naissance", a déclaré le Dr Harry Cliff de l'Université de Cambridge, qui a dirigé l'analyse des données.
Comme il l’explique, cette danse subatomique a offert aux chercheurs une perspective privilégiée sur le comportement d’éventuelles nouvelles particules.
"Nous frappons à la porte de ce zeptoverse", a-t-il déclaré à BBC News.
"Ce que nous voulons faire maintenant, c'est y aller, explorer et découvrir quelles nouvelles particules nous attendent. Et pour ce faire, nous avons besoin de plus de données", a ajouté Cliff.
Le professeur Brian Cox, communicateur scientifique renommé et chercheur en physique des particules à l'Université de Manchester, qui ne fait pas partie de l'équipe de recherche, a qualifié le résultat d'"important".
Les résultats, qui n'ont pas encore fait l'objet d'un examen par les pairs, sont présentés ce lundi au CERN.
Implication britannique
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Les 28 pays participant au projet ont convenu de contribuer à hauteur de 200 millions de dollars pour moderniser ce détecteur du Grand collisionneur de hadrons (LHCb), ce qui permettrait de décupler la fréquence de ces désintégrations.
Les scientifiques espèrent que de nouvelles améliorations de l'équipement du collisionneur, prévues pour les années 2030, leur permettront d'examiner ces événements rares de manière beaucoup plus détaillée.
"Avec cela, nous pouvons plonger dans le zeptoverse et voir ce qui nous attend", a déclaré Cliff.
Cependant, l'année dernière, l'agence britannique pour la recherche et l'innovation (UKRI), l'organisme gouvernemental chargé du financement de la recherche, a annoncé qu'elle retirait sa part de l'argent alloué à l'amélioration prévue.
Bien que cette recherche ait été dirigée par des scientifiques basés à Cambridge, en raison de coupes budgétaires, le professeur Tim Gershon, qui dirige la collaboration internationale LHCb, a déclaré à BBC News que la pleine participation du Royaume-Uni à la recherche serait mise en doute.
"Le Royaume-Uni court le risque de ne pas participer et de ne pas faire de découvertes vraiment importantes", a-t-il déclaré à BBC News.
*Avec un reportage du correspondant scientifique de BBC News, Pallab Gosh, et du journaliste scientifique Josh Falcon.
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