Une nouvelle étude publiée dans Physical Review Letters revient sur la façon dont la matière a pris le dessus après le Big Bang, permettant ainsi à l’univers d’exister. Les scientifiques avancent l’idée qu’une particule hypothétique, jusqu’ici négligée, aurait pu, pendant un bref instant, concentrer plus d’énergie que tout le reste de l’univers naissant.
Les scientifiques ont-ils trouvé l’explication sur la façon dont la matière a pris la main sur l’antimatière lors du Big Bang ? Une partie de la réponse se trouverait dans une particule qui avait été jusqu’ici oubliée. Cette particule, un neutrino « droitier » hypothétique d’une masse colossale (environ 100 000 milliards de fois celle d’un proton), aurait dominé l’univers primordial avant de se désintégrer.
Les physiciens Rishav Roshan, de l’Université de Southampton, et Sudipta Show, de l’Indian Institute of Technology de Kanpur, ont montré dans leur étude parue en septembre 2026 dans la revue Physical Review Letters, que cette particule aurait accéléré l’expansion cosmique et retardé des interactions cruciales entre particules, modifiant ainsi les conditions qui ont permis à la matière de l’emporter sur l’antimatière.
Le problème de l’asymétrie matière-antimatière
Le Big Bang aurait dû produire des quantités égales de matière et d’antimatière, rappelle LiveScience. Si ces deux composantes s’étaient annihilées mutuellement, comme la physique le prédit, l’univers ne serait qu’un vide de rayonnement et les êtres humains n’existeraient pas. « Les neutrinos droitiers visent à répondre à plusieurs questions, notamment l’asymétrie matière-antimatière dans l’Univers et la nature de la matière noire », explique à nos confrères américains Rishav Roshan, le coauteur de l’étude.
Dans le cadre du « mécanisme de bascule » (seesaw mechanism), les neutrinos ordinaires, considérés comme des particules « fantomatiques » qui interagissent rarement avec la matière, portent une infime trace de partenaires lourds « droitiers ». C’est donc cette trace qui leur confère une masse. La désintégration de ces neutrinos lourds aurait laissé un léger excédent de matière, constituant l’univers tel que nous le connaissons.
Une troisième particule oubliée au cœur du mystère
Les modèles incluent généralement trois neutrinos droitiers. Comme deux suffisent à expliquer les données existantes, les physiciens ignoraient habituellement le troisième. Rishav Roshan et Sudipta Show se sont donc concentrés sur ce « troisième neutrino oublié ». Initialement rapide, cette particule massive aurait ralenti avec le refroidissement de l’univers.
Cela a alors provoqué une concentration de l’essentiel de son énergie dans sa masse, dominant progressivement le bilan énergétique cosmique. Cette domination aurait accéléré l’expansion de l’espace, retardant les interactions entre particules jusqu’à ce que l’univers soit suffisamment refroidi et modifiant subtilement la façon dont l’excédent de matière s’est formé.
Pour vérifier cette nouvelle théorie, les scientifiques se heurtent au fait que le neutrino lourd est beaucoup trop massif pour être créé dans un accélérateur de particules. Toutefois, ils supposent que la phase de domination de cette particule aurait laissé une signature caractéristique dans le fond d’ondes gravitationnelles de l’univers. Des futures missions spatiales, comme LISA en 2025, pourraient alors leur permettre d’en détecter les traces, précise LiveScience.
Par Article de Jeanne Martin (MSN)
Lu pour vous, la rédaction
