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Pour la première fois, on a observé une particule anti-lambda entrer en collision avec un proton et se désintégrer en particules légères.
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Dans un accélérateur de particules, l'anti-lambda est une invitée rare. Elle naît en plein vol, vit une fraction de seconde minuscule et se désintègre généralement d'elle-même. Mais parfois, elle a le temps de percuter un proton ordinaire – et alors tout un faisceau de particules légères naît : des kaons, des pions. Ces collisions ont été observées pour la première fois dans le détecteurBESIII sur l'accélérateur BEPCII à Pékin.
Là, des électrons et des positrons entraient en collision, produisant des mésons J/ψ, qui se désintégraient à leur tour en paires : un hyperon lambda et son antiparticule. L'anti-lambda filait à travers le tube où, dans l'huile de refroidissement, se cachaient des noyaux d'hydrogène – des protons ordinaires. Parfois, l'anti-lambda frappait exactement un proton, et au lieu de deux particules, on obtenait quatre ou six : des kaons et des pions. Les auteurs ont vu pour la première fois deux de ces désintégrations et ont trouvé une indication d'une troisième.
L'anti-lambda est comme le double miroir de l'hyperon lambda : même masse, mais charge opposée et autres nombres quantiques. Sa rencontre avec un proton, c'est comme la collision de deux mondes.
La probabilité de ces rencontres a aussi été mesurée. Il s'avère que l'anti-lambda avec un proton se comporte presque comme l'antineutron avec un proton à la même énergie. C'est important : cela signifie qu'on peut décrire tous les antibaryons de manière unifiée, sans inventer des règles propres à chacun.
Pourquoi est-ce nécessaire ? Dans l'Univers primordial, il y avait autant de particules que d'antiparticules. Puis quelque chose a mal tourné, et la matière a gagné. Pour comprendre comment exactement, il faut savoir comment l'antimatière interagit avec la matière au niveau le plus fondamental. Chaque mesure de ce type est une pièce du puzzle.
L'anti-lambda ne vit qu'environ 0,26 nanoseconde, mais pendant ce temps, elle parcourt plusieurs centimètres dans le détecteur – assez pour rencontrer un proton.
Dans « Star Trek », le moteur à antimatière fonctionne grâce à l'annihilation des protons et des antiprotons. Ici, un processus similaire est étudié en miniature, mais au lieu d'un antiproton, c'est une anti-lambda plus exotique.