Comment les défauts déclenchent les bulles d'une nouvelle phase express
L'eau bout dans une casserole, et les bulles de vapeur n'apparaissent pas n'importe où : elles s'accrochent de préférence aux rayures ou aux poussières sur le fond. En physique des particules, un mécanisme similaire opère : lorsque l'Univers se refroidit et passe d'un état à un autre, la nouvelle phase naît souvent non pas en des points aléatoires, mais sur des « défauts » — des inhomogénéités laissées par l'ordre antérieur.
Les auteurs de l'étude ont pris un modèle ressemblant à une version simplifiée de la théorie électrofaible (qui décrit le boson de Higgs) et ont, pour la première fois, calculé sans approximations sur réseau la fréquence à laquelle des bulles de la nouvelle phase apparaissent sur ces défauts. Ici, les défauts sont des parois de domaine, semblables aux frontières entre les cristallites dans un métal. Auparavant, de tels calculs n'étaient faits qu'approximativement, en supposant les bulles parfaitement rondes. Désormais, on a tenu compte de leur forme réelle, légèrement froissée.
Le résultat est encourageant : l'expérience numérique complexe sur réseau et la théorie semi-classique plus simple donnent des chiffres très proches. Cela signifie que les théoriciens peuvent faire confiance à leurs formules, même lorsque les bulles ne sont pas parfaites. Et c'est aussi un pas vers la compréhension de la raison pour laquelle il y a plus de matière que d'antimatière dans l'Univers — car les bulles hors équilibre pourraient précisément avoir créé le déséquilibre nécessaire.
Si la transition de phase dans l'Univers primordial avait été trop lente, nous n'existerions tout simplement pas — la matière et l'antimatière se seraient annihilées complètement.
Dans le roman « La Fin de l'Éternité », Isaac Asimov décrit une réalité où les humains ont appris à modifier le passé en déclenchant de minuscules changements — un peu comme des bulles de nouvelle phase sur des défauts.