L'analyse des conséquences des collisions de particules a révélé deux nouvelles instances de «violation du CP», un processus qui explique pourquoi notre univers contient plus de matière que l'antimatière
Le détecteur LHCB au CERN
Sans un phénomène appelé violation du CP, nous n'existerons probablement pas. Une nouvelle analyse des particules se brise au grand collisionneur de hadrons (LHC) aide les chercheurs à mieux le comprendre.
«Dans les modèles cosmologiques, nous pensons qu'il y avait la même quantité de matière et d'antimatière au début de l'univers, puis elle a évolué en un univers dominé par la matière. Mais comment?» dit Ozlem Ozcelik au CERN, le Laboratoire de physique des particules près de Genève, en Suisse, qui abrite le LHC.
La violation du CP est la réponse convenue à cette question. Il se réfère à des processus, tels que la décroissance des particules, qui se traduisent par plus de matière que l'antimatrié. Cela garantit que la question domine l'univers, y compris celle dans notre corps, plutôt que d'avoir tous été anéantis dans un scénario avec des quantités exactement égales d'antimatière. Mais les détails de ces processus ne sont pas clairs – c'est là que les recherches d'Ozcelik entrent en jeu. Avec des collègues, elle a découvert deux nouveaux exemples de violation du CP au lendemain des collisions énergétiques des particules.
Les chercheurs ont analysé les données sur les collisions de protons collectées par le détecteur LHCB – une expérience au CERN qui se concentre sur la violation du CP. Chaque collision crée une variété de particules, y compris les formes de matière et d'antimatière, dont certaines sont si instables qu'elles commencent instantanément à se décomposer. Ozcelik et ses collègues ont découvert qu'une particule de matière instable connue sous le nom de «Bottom Lambda Baryon» s'est décomposée à un rythme différent de son homologue antimatière, révélant une violation du CP.
Dans une deuxième étude, l'équipe s'est tournée vers les données du LHC pour analyser la décroissance d'une particule différente appelée «Meson de beauté» et son homologue antimatière – et a identifié une autre violation du CP. Aucune violation n'a été détectée auparavant.
Ozcelik dit que le modèle standard de la physique des particules – notre meilleure description des éléments constitutifs fondamentaux de la nature – prédit de nombreuses violations de CP, y compris les éléments nouvellement détectés, mais ils ne correspondent pas à un effet suffisamment important pour expliquer combien de choses sont plus importantes que l'antimatriculation que notre cosmos contient. C'est pourquoi la recherche de nouvelles violations de CP et les quantifier précisément est cruciale pour recueillir des conseils de ce qui peut manquer dans le modèle standard, dit-elle.
Robert Fleischer de l'Institut national néerlandais de physique subatomique dit que les processus de désintégration sur laquelle l'équipe axée est importante pour affiner les théories de la physique des particules, en particulier dans les cas où la fabrication de prédictions mathématiques est extrêmement difficile. «Il est également très incroyablement incroyable que l'équipe ait réussi à atteindre ce niveau de mesures (précision)», dit-il. Cela le rend optimiste selon lequel non seulement davantage de cas de violation du CP seront bientôt découverts, mais que certains seront surprenants et indiqueront les nouvelles lois de la physique.
En 2030, le LHC devrait mener une autre série d'expériences qui captureront des données sur encore plus de particules et Ozcelik et son équipe les utilisera pour rechercher de nouvelles violations de CP.
Référence: Lettres d'examen physiqueDoi: 10.1103 / PhysRevLett.134.101801 et DOI: 10.1103 / PhysRevLett.134.101802
