Des physiciens créent les plus lourds noyaux d’antimatière jamais obtenus

Des chercheurs ont créé les plus lourds amas de particules d’antimatière jamais vus : des noyaux d’antihyperhydrogène-4, dont l’étude pourrait contribuer à résoudre certains des plus grands mystères de la physique.

Antihyperhydrogène-4

L’antimatière se révèle similaire à la matière ordinaire, à la différence près que ses particules possèdent une charge opposée. Évidemment, une telle particularité a des conséquences majeures : si celles-ci se rencontraient, elles s’annihileraient mutuellement dans une explosion d’énergie. L’existence de ces particules « miroir » implique la possibilité de les regrouper pour produire des antiatomes des éléments du tableau périodique, comme l’antihydrogène et l’antihélium.

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Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Lijuan Ruan, du Brookhaven National Laboratory, et ses collègues sont parvenus à obtenir les noyaux d’antimatière les plus lourds à ce jour, composés d’un antiproton, de deux antineutrons et d’un antihyperon (essentiellement une version légèrement plus lourde d’un neutron).

Ces noyaux d’antihyperhydrogène-4 ont été produits au collisionneur d’ions lourds (RHIC), un accélérateur de particules recréant les conditions extrêmes de l’Univers primitif, à l’intérieur duquel des éléments lourds sont projetés les uns contre les autres pour produire de nouvelles particules. En de très rares occasions, certaines des particules d’antimatière générées se regroupent pour former des antinoyaux plus complexes. Ce qui s’est précisément produit ici.

En analysant les données relatives aux quelque 6 milliards de collisions intervenues lors de la dernière expérience, les chercheurs ont détecté la signature caractéristique de 16 noyaux d’antihyperhydrogène-4, connus pour se désintégrer en un dixième de nanoseconde à peine.

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De vastes implications pour notre compréhension de l’Univers

Nos meilleurs modèles prévoient que la matière et l’antimatière auraient dû être créées en quantités égales lors du Big Bang, mais le fait que la première domine aujourd’hui l’Univers suggère un certain déséquilibre.

Les détections récemment réalisées ont permis de comparer la durée de vie de l’antihyperhydrogène-4 à celle de l’hyperhydrogène-4, qui semblaient comme prévu identiques, étant donné que les particules de matière et d’antimatière d’un élément donné ne devraient différer que par leur charge.

Selon l’équipe, l’étude approfondie d’autres caractéristiques (masses notamment) pourrait permettre d’identifier ces différences tant recherchées.

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