De nombreuses particules subatomiques sont créées en brisant l’intérieur des atomes.
Les scientifiques ont capté des signaux provenant de la plus petite échelle de la nature jamais explorée – 100 milliards de fois plus petite qu’un atome.
Un monde si petit que certains physiciens l’ont surnommé le zeptoverse.
La recherche, menée par des scientifiques basés à Cambridge, a été réalisée à partir d'une expérience menée au Grand collisionneur de hadrons (LHC).
Cette vaste machine du Laboratoire européen de physique des particules (Cern), à la frontière franco-suisse, brise les atomes pour les briser et découvrir ce qu'ils contiennent.
Le résultat est important car il pourrait aider les chercheurs à développer une nouvelle théorie plus complète sur le fonctionnement de l’Univers.
Le zeptoverse expliqué par le correspondant scientifique de la BBC, Pallab Ghosh
« Frapper à la porte » du zeptoverse
La matière noire constitue une grande partie de notre cosmos, et pourtant les chercheurs ont eu du mal à la détecter.
Les scientifiques savent qu’elle est là parce que sa force gravitationnelle influence la matière normale, mais à tous autres égards, elle est restée complètement invisible.
Ainsi, dans cette expérience, des particules ont été brisées les unes contre les autres à haute énergie et les scientifiques ont étudié le matériau projeté - les éclats d'obus des collisions.
L’une d’elles est une particule subatomique – plus petite qu’un atome – appelée quark beauté.
La particule est instable et n’existe que pendant un billionième et demi de seconde avant de se décomposer en d’autres formes – se désintégrer.
Malgré sa courte durée de vie, les chercheurs ont réussi à le détecter en interaction avec d’autres minuscules particules à l’échelle d’un milliard de billionième de mètre.
Certaines théories suggèrent qu'à ces échelles, les particules sont plus sensibles à la matière noire et que cela pourrait influencer la manière dont les quarks interagissent et se décomposent. Ainsi, détecter l’activité dans ce petit monde pourrait aider les scientifiques à détecter la matière noire.
"Nous frappons à la porte de ce zeptoverse", a déclaré à BBC News le Dr Harry Cliff, de l'Université de Cambridge qui a dirigé l'analyse des données.
Il a déclaré que cette danse subatomique offrait aux chercheurs une place aux premières loges pour comprendre le comportement de nouvelles particules possibles.
"Et ce que nous voulons faire maintenant, c'est y aller, explorer et trouver les nouvelles particules qui y attendent. Et pour ce faire, nous avons besoin de plus de données", a ajouté Cliff.
Le Dr Harry Cliff fait partie d'une équipe de scientifiques britanniques impliqués dans la recherche
Les 28 pays impliqués dans le projet ont convenu d’une mise à niveau de 150 millions de livres sterling pour ce détecteur du Grand collisionneur de hadrons (LHCb), ce qui permettrait de décupler la fréquence de ces désintégrations.
"Avec cela, nous pouvons sonder l'intérieur du zeptverse et voir ce qui nous attend", a déclaré Cliff.
Mais plus tôt cette année, 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 destiné à la mise à niveau prévue.
Il l'a fait en annonçant des coupes dans plusieurs autres projets de physique des particules et d'astronomie, notamment l'emblématique télescope Lovell de Jodrell Bank.
Bien que cette recherche ait été dirigée par des scientifiques basés à Cambridge, en raison des coupes budgétaires, le professeur Tim Gershon, qui dirige la collaboration internationale LHCb, a déclaré à BBC News que la pleine implication du Royaume-Uni dans la recherche serait mise en doute.
"Le Royaume-Uni risque de ne pas être impliqué et de ne pas faire de découvertes vraiment majeures", a-t-il déclaré à BBC News.
"Mais je pense que le plus grand impact à long terme vient du fait que le Royaume-Uni ne bénéficiera pas de la formation des jeunes qui sont vraiment notre meilleur produit."
Le Dr Mary Richardson-Slipper se demande si elle doit poursuivre sa carrière de chercheuse en physique au Royaume-Uni ou trouver du travail à l'étranger.
Parmi ces chercheurs en début de carrière se trouve le Dr Mary Richardson-Slipper, qui fait partie de l’équipe qui a fait la découverte du zeptoverse. Elle reconsidère son avenir à la lumière des coupures en physique.
"J'adore être ici au Royaume-Uni, mais je cherche des emplois à l'étranger parce que c'est là qu'il semble y avoir le plus d'opportunités en ce moment", a déclaré Richardson-Slipper.
Elle a ajouté que « beaucoup » de ses collègues chercheurs travaillant en physique fondamentale avaient déjà déménagé.
Ces réductions ont lieu malgré une augmentation globale record du budget scientifique.
La recherche britannique frappée par des coupes budgétaires malgré un financement scientifique record
Le professeur Brian Cox, présentateur de télévision et chercheur en particules à l'université de Manchester, qui ne fait pas partie de l'équipe de recherche, a qualifié le résultat d'"important".
Mais il a condamné la récente décision de réduire le financement britannique du projet du Cern.
"Il serait extraordinaire de s'éloigner du leadership scientifique du Royaume-Uni en ce moment, ce qui nuirait au futur programme de recherche et porterait gravement atteinte à notre réputation internationale durement acquise", a déclaré Cox.
L'UKRI a déclaré à BBC News qu'elle restait un membre pleinement engagé du Cern en tant que deuxième bailleur de fonds, avec environ 175 millions de livres sterling par an.
Un porte-parole de l'UKRI a déclaré : « Nous avons demandé des conseils indépendants et avons avancé un portefeuille passionnant de nouveaux investissements dans les infrastructures, qui comprennent des projets dans les domaines de l'énergie propre, de l'imagerie médicale et du patrimoine culturel.
"Cependant, comme d'habitude, il y a eu plus de demandes de financement intéressantes que nous n'avons pu en soutenir."
