Des rapports non officiels faisant état de 10 noyaux d'antihélium frappant la Station spatiale internationale ont inspiré les physiciens théoriciens à spéculer au-delà de nos modèles actuels à la recherche d'une explication.
Même si une petite poignée de particules cosmiques peut sembler insignifiante, la signature de la pluie d'antihélium est suffisamment étrange pour amener les chercheurs à considérer cet événement rare et exceptionnel comme une averse de pluie dans le désert.
Dans leur analyse récemment publiée, des scientifiques de l'Institut Périmètre de physique théorique au Canada et de l'Université Johns Hopkins aux États-Unis plaident en faveur de la nécessité de considérer la physique en dehors du modèle standard actuellement accepté, allant jusqu'à suggérer qu'elle pourrait être impliquée dans l'obscurité. matière. L'article scientifique original a été publié dans Physics Review D
Depuis 2011, le spectromètre magnétique Alpha (AMS-02) est installé à bord de la Station spatiale internationale et a enregistré silencieusement plus de 200 milliards d'événements de rayons cosmiques.
Alors que la plupart d’entre elles étaient des particules ordinaires qui parcouraient de vastes distances dans l’espace à grande vitesse, des rapports non publiés suggèrent que dix d’entre elles étaient tout sauf typiques, constituées de paires d’antiprotons attachés à un ou deux antineutrons. C’est-à-dire des atomes d’anti-hélium, la copie antimatière de l’hélium.
Chaque particule fondamentale de la matière « ordinaire », comme les électrons, les neutrinos et les quarks, a une contrepartie correspondante ayant les mêmes caractéristiques mais avec une charge opposée : une antiparticule.
En théorie, les antiparticules telles que les positrons, les antineutrinos et les antiquarks auraient dû sortir de l'explosion du Big Bang en quantités à peu près identiques à celles des électrons, des neutrinos et des quarks, disparaissant rapidement dans une bouffée de rayons gamma. Donc l'antimatière aurait dû disparaître depuis le début
Hélium 4 et Hélium 3, les deux isotopes de l'hélium
Le fait que l’Univers soit constitué de bien plus qu’une simple lueur de rayonnement électromagnétique en expansion suggère qu’il y a quelque chose que nous ne comprenons pas à propos de l’équilibre entre la matière primordiale et l’antimatière.
Tout comme il est possible d’extraire un fin brouillard d’antimatière avec des collisionneurs de particules ici sur Terre, la nature continue de libérer des antiprotons et des antineutrons lors d’événements cataclysmiques de haute énergie. Certains d’entre eux échappent à l’anéantissement et entrent parfois en collision avec des détecteurs ici sur Terre.
Les prétendues détections d’AMS-02 impliquaient des antiprotons et des antineutrons sous la forme de noyaux d’antihélium – une union rare qui aurait nécessité que les antiparticules se déplacent lentement et soient densément emballées pour donner aux particules subatomiques une chance de se lier.
Curieusement, pour chaque noyau d’antihélium possédant deux antineutrons, un isotope appelé antihélium-4, il y en avait deux avec un seul antineutron : l’antihélium-3. Basé uniquement sur la physique établie, les meilleurs chercheurs ont obtenu un rapport isotopique mesuré de 10 000 pour un, de sorte que la physique de l'antimatière ne semble pas correspondre exactement à celle de la matière.
Comment l’antihélium a-t-il été créé ?
Ce qui a créé les deux types d'isotopes de l'antimatière et les a envoyés dans notre direction n'était pas aussi discriminant en termes de taille d'antihélium que les processus connus, ce qui suggère que les conditions initiales exigeaient que les éléments constitutifs subatomiques se déplacent incroyablement lentement avant d'être expulsés. Sinon, leur création ne peut être expliquée.
Une possibilité pourrait impliquer la désintégration d’une particule actuellement inconnue, qui pourrait également être considérée comme de la matière noire. Même si une telle particule existait, il reste à comprendre comment elle a réussi à voler à travers le cosmos à une fraction de la vitesse de la lumière.
En travaillant à rebours, les chercheurs émettent l’hypothèse qu’une concentration de plasma incroyablement chaud et en expansion rapide, composé de particules connues, pourrait fournir à la fois le calcium et le bon rapport de noyaux d’antihélium.
Bien que de telles « boules de feu » n’aient jamais été observées, elles pourraient se produire lors de collisions entre des masses de matière noire contenant des quantités suffisantes d’antiquarks.
Un deuxième scénario possible concerne ce que l'on appelle les « naines noires ». Ces sphères hypothétiques de photons sombres, d’électrons sombres et de neutrons sombres pourraient également entrer en collision les unes avec les autres et créer des conditions susceptibles d’émettre de l’antihélium aux rapports mesurés.
Aucun des deux modèles n’a été entièrement élucidé, car il s’agit d’une dynamique complexe qui laisse beaucoup à discuter sur les détails potentiels. Et c’est justement la physique que nous connaissons : la matière noire elle-même n’a pas encore été confirmée en tant que phénomène matériel, et encore moins comprise.
Pourtant, enfouies dans les mathématiques de modèles même hautement spéculatifs comme celui-ci, se trouvent peut-être les germes d’une découverte qui pourraient transformer d’autres mesures inattendues en boules de feu de création engendrées par la collision des ténèbres.
Avec encore six années d'exploitation, AMS-02 pourrait encore collecter des données qui fourniraient une autre perspective sur les origines de cette étrange pluie d'antihélium.
Ou bien cela pourrait confirmer que quelque chose d’inattendu dans les confins de l’espace est en train de construire des atomes d’antimatière, nous narguant depuis l’ombre.
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L'article Antielio nous parle : la matière noire se cache-t-elle sous nos yeux ? vient des scénarios économiques .
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/lantielio-ci-parla-la-materia-oscura-si-nasconde-sotto-i-nostri-occhi/ le Sat, 03 Aug 2024 09:00:12 +0000.