Le CERN mesure avec une précision encore jamais atteinte des protons et des antiprotons

Ces mesures, effectuées dans le cadre de l'expérience BASE au CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), n'ont pas permis de trancher la question. Le rapport charge-masse des deux particules, proton et antiproton, est identique avec une incertitude de la mesure de 16 parties par billion (mille milliards).

Ce résultat, visant à tester la symétrie fondamentale entre matière et antimatière, est le plus précis jamais obtenu sur des particules de type baryon, qui sont composées de trois quarks, a indiqué le porte-parole de la collaboration BASE, dans un communiqué publié mercredi par le CERN. Ce résultat a été publié mercredi dans la revue Nature.

Pour procéder à leurs mesures, les chercheurs ont utilisé un piège de Penning, un instrument qui permet de confiner des particules chargées grâce à un champ magnétique. La machine a été améliorée et rendue plus stable. Quatre campagnes de récolte de données ont été menées, de décembre 2017 à mai 2019.

Durant cette période, les physiciens ont aussi profité de la fermeture de l'usine à antimatière du CERN, qui aurait pu perturber l'expérience. Par rapport à 2015, la précision des mesures a été augmentée d'un facteur 4. Interrogé par Keystone-ATS, le porte-parole a indiqué qu'une amélioration d'un facteur 5 serait encore possible.

Un mystère qui perdure

L'expérience BASE (Baryon-Antibaryon-Symmetrie-Experiment) cherche à résoudre la plus grande énigme de la physique, à savoir déterminer pour quelle raison la matière domine l'antimatière dans l'Univers. Le modèle standard de la physique des particules, la théorie la plus communément admise pour décrire la nature, n'a pas de réponse.

Lors du Big Bang, une quantité égale de matière et d'antimatière a dû être créée. Or, les étoiles, les planètes, l'humanité sont constituées de matière. Les différences que le modèle standard prédit entre la matière et l'antimatière sont insuffisantes pour expliquer ce déséquilibre cosmique.

Jusqu'à présent, la quête demeure infructueuse. Des expériences ont montré que le moment magnétique du proton est aussi puissant que celui de l'antiproton. Face à ces inconnues, les chercheurs décrivent le modèle standard comme une théorie qui connaît d'incroyables succès, mais qui demeure remarquablement incomplète.

ats/vajo