Comment les physiciens cherchent des fissures dans la symétrie de l'Univers express
Dans le détecteur ATLAS du Grand collisionneur de hadrons, des protons entrent en collision avec une énergie considérable, et parmi les débris naît parfois un boson de Higgs — la particule qui donne leur masse aux autres particules. Les physiciens ont rassemblé des données sur la manière dont ce boson apparaît et se désintègre : par fusion de bosons vecteurs, par paires de leptons tau, de bosons W, de photons, de bosons Z et de quarks b. En combinant tous ces canaux, ils ont vérifié si la symétrie CP est conservée — c'est-à-dire si le boson de Higgs se comporte de la même manière lorsqu'on remplace les particules par des antiparticules et qu'on effectue une réflexion miroir.
La violation de la symétrie CP est l'une des grandes énigmes de la physique : elle pourrait expliquer pourquoi l'Univers ne contient presque pas d'antimatière, alors qu'après le Big Bang, il aurait dû y avoir autant de particules que d'antiparticules. Mais dans les données d'ATLAS, aucune trace d'une telle violation n'a été trouvée. En revanche, les chercheurs ont pu établir les contraintes les plus strictes à ce jour sur trois paramètres qui décrivent une violation possible dans une théorie allant au-delà du modèle standard. Ces paramètres sont comme des boutons de réglage : s'ils ne sont pas nuls, la symétrie est brisée.
Désormais, les physiciens savent que ces « boutons » ne peuvent être tournés que d'un angle infime, si tant est qu'ils puissent l'être. Cela restreint le champ des nouvelles théories et nous rapproche de la compréhension de la raison pour laquelle le monde est fait de matière et non d'antimatière. La prochaine étape consiste à accumuler encore plus de données et à étudier d'autres processus impliquant le boson de Higgs.
Si la symétrie CP était violée un peu plus fortement, il pourrait ne rester aucune matière pour former les étoiles et les planètes dans l'Univers — tout aurait été annihilé dans les premiers instants après le Big Bang.