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[Communiqué de presse] Où est passée l'antimatière ? L'éclairage prometteur des neutrinos

[Communiqué de presse] Où est passée l’antimatière ? L’éclairage prometteur des neutrinos

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Si nous vivons dans un monde de matière, c’est parce que celle-ci a très vite pris le dessus sur l’antimatière, alors qu’elles ont toutes deux été créées en quantités parfaitement égales par le Big Bang, aux premiers instants de notre Univers. De forts indices d’une différence de comportement des neutrinos et des antineutrinos, les particules d’antimatière qui leur sont associées, sont rapportés le 16 avril 2020 dans Nature, dont ils font la couverture. Ils offrent une piste prometteuse pour expliquer l’asymétrie entre matière et antimatière. Ces observations de l’expérience T2K menée au Japon et à laquelle sont associés trois laboratoires français du CNRS, de l’École polytechnique - Institut polytechnique de Paris, de Sorbonne Université et du CEA, pourraient nous aider à expliquer cette mystérieuse disparition.

Comme observé dans leurs expériences, les physiciens sont convaincus depuis longtemps que matière et antimatière furent créées en quantités parfaitement égales à la naissance de l’Univers. Lorsqu’elles interagissent, les particules de matière et d’antimatière s’annihilent, ce qui aurait dû finalement laisser un Univers vide, rempli seulement d’énergie. Or, comme nous pouvons le constater en regardant autour de nous, la matière a finalement pris le pas sur l’antimatière. Pour expliquer ce déséquilibre, les physiciens cherchent des asymétries dans le comportement des particules de matière et d’antimatière, asymétries qu’ils nomment violations de symétrie CP1.

Depuis plusieurs décennies, les scientifiques ont détecté des défauts de symétrie entre les quarks (des constituants des atomes) et leurs antiparticules. Cependant, l’amplitude de cette violation n’est pas assez grande pour expliquer la disparition de l’antimatière dans l’Univers. Une autre piste semble prometteuse : une asymétrie entre les comportements des neutrinos et des antineutrinos pourrait constituer une grande part de la réponse. C’est ce que recherche l’expérience T2K2, qui se déroule au Japon et à laquelle collaborent en France le Laboratoire Leprince-Ringuet (CNRS/École polytechnique – Institut polytechnique de Paris), le Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies (CNRS/Sorbonne Université) et l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers du CEA.

Consulter le communiqué de presse complet sur le site du CNRS