Au tout début, quelques instants après le Big Bang, l'Univers était d'une symétrie presque risible : il y avait autant de particules que d'antiparticules. Mais un déséquilibre s'est produit, minuscule comme un grain de sable en trop dans un kilo de sucre, et tout le monde qui nous est familier — étoiles, planètes, êtres humains — est né de cet excès. Comment la nature a exactement créé ce déséquilibre reste un mystère.

Un suspect : les neutrinos superlourds. En se désintégrant, ils ont produit un tout petit peu plus de matière. Mais à eux seuls, ils ne résolvent pas un autre problème : pourquoi les neutrinos ordinaires, qui nous traversent par milliards chaque seconde, ont-ils une masse ? C'est là qu'entre en scène le majoron — une particule fantôme. Il apparaît lorsque une certaine symétrie globale (la règle qui régit les particules) se brise, comme une branche qui casse sous le poids de la neige. Le majoron non seulement donne une masse aux neutrinos, mais il pourrait aussi remplir l'espace, se faisant passer pour de la matière noire.

Les auteurs de la nouvelle étude ont trouvé un étroit couloir où les trois rôles du majoron convergent : il est à la fois la matière noire, la cause de la masse des neutrinos et le témoin de cet antique déséquilibre. La clé réside dans la masse des neutrinos superlourds. Si elle est trop faible, les majorons sont produits en si grande quantité qu'ils auraient réchauffé le cosmos plus que ce que nous observons. Si elle est trop élevée, ils sont trop peu nombreux pour constituer la matière noire. Les calculs montrent que les majorons auraient dû être produits principalement par « gel » — une lente accumulation à partir du plasma de l'Univers primordial, comme le givre sur une vitre par une journée glaciale.

Ainsi, une même particule relie trois grandes énigmes : d'où vient la matière, pourquoi les neutrinos ne sont pas des fantômes sans masse, et ce qui se cache sous le masque de la matière noire. Si les futurs télescopes détectent le signal caractéristique de cette désintégration — une minuscule lueur dans le vide — nous saurons que l'antique déséquilibre qui a engendré toute chose n'a pas seulement laissé derrière lui nous-mêmes, mais aussi un écho silencieux sous la forme de majorons omniprésents.