Une nouvelle hypothèse résoudrait 5 des plus gros problèmes de physique

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| CERN

En effet, selon le modèle standard, le Big Bang aurait produit des quantités égales de matière et d’antimatière, et comme celles-ci s’annihilent au contact de l’une avec l’autre, cela aurait dû conduire à un univers sans particules.

De toute évidence, le fait qu’il y ait beaucoup de particules dans l’Univers signifie que quelque chose est erroné dans ce scénario : comment pourrait-il y avoir beaucoup de matière dans l’Univers actuellement, mais presque pas d’antimatière ?

4. L’inflation cosmique

À l’heure actuelle, nous pensons que dans la fraction de seconde qui a suivi le Big Bang, l’Univers a connu une période d’accélération de son expansion, appelée inflation cosmique. Alors que la plupart des physiciens acceptent l’inflation cosmique, personne n’a été en mesure de déterminer la nature exacte de ce mécanisme, responsable de l’expansion de l’Univers. Un champ hypothétique a été proposé comme principale cause de l’inflation, mais nous devons encore le détecter.

5. Le problème CP fort

Décrit comme un « grave défaut du modèle standard », le problème CP fort aide à expliquer pourquoi il y a plus de matière que d’antimatière dans l’Univers, mais apporte également ses propres mystères non résolus.

Très complexe, nous allons essayer de décrire brièvement et clairement ce qu’est le problème CP fort : ce dernier décrit comment la violation de la symétrie CP (une rupture dans la symétrie fondamentale de l’Univers), ne se produit pas dans la chromodynamique quantique (CDQ ou QCD pour l’anglais de Quantum Chromo Dynamics), qui porte sur les interactions entre les quarks et les gluons.

Encore une fois, personne n’a été en mesure de comprendre pourquoi. Peut-être qu’avec ce nouveau modèle nous y parviendrons enfin. Du moins en partie ?

La solution proposée par SMASH

Le modèle SMASH se base sur un modèle proposé en 2005 par le physicien Mikhail Shaposhnikov de l’Institut fédéral suisse de technologie, qui était alors appelé Modèle Standard Neutrinique Minimal (ou vMSM). À l’époque, il avait été suggéré qu’ajouter au modèle standard trois neutrinos droits possédant une certaine masse, pouvait simultanément expliquer la matière noire ainsi que l’asymétrie baryonique de l’Univers, tout en restant compatible avec les expériences sur les oscillations de neutrinos.

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Aujourd’hui, l’équipe menée par le physicien français Guillermo Ballesteros de l’Université de Paris-Saclay, annonce que nous pouvons sans autre ajouter ces trois neutrinos droits aux trois neutrinos existants dans le modèle standard, ainsi qu’une particule subatomique appelée fermion, afin de résoudre les quatre premiers problèmes énumérés ci-dessus. L’ajout d’un nouveau champ non identifié semble résoudre quant à lui, le cinquième problème.

L’équipe affirme que le fait que leur hypothèse puisse être testée concrètement à l’aide des accélérateurs de particules signifie qu’elle n’est pas impossible, ce qui la rend plus convaincante que d’autres hypothèses suggérées par le passé. « La meilleure chose concernant cette théorie est qu’elle pourra être testée ou même vérifiée au cours des 10 prochaines années », explique un membre de l’équipe de chercheurs, Andreas Ringwald, du German Electron Synchrotron. « On peut toujours inventer de nouvelles théories, mais si elles ne peuvent pas être testées dans 100 ans, ou jamais, alors il ne s’agit pas de vraie science, mais de méta-science », ajoute-t-il.

Le modèle SMASH n’a actuellement pas encore été publié dans une revue scientifique car il doit être soumis à des examens minutieux de la part de différents physiciens des particules. Il est cependant prépublié sur le site arXiv.org.

Sources : Cornell University Library (arXiv.org), Physics.orgSciTech Connect

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