Le bouillon brûlant de l'Univers primordial bouillonnait de particules et d'antiparticules. Elles naissaient et mouraient par paires, et, selon toutes les lois de la symétrie, elles auraient dû s'annihiler complètement. Mais quelque chose a mal tourné – et un infime excédent de matière a survécu. C'est de lui que se sont ensuite formées les étoiles, les planètes, et nous-mêmes.
Les physiciens appellent ce déséquilibre l'asymétrie baryonique. Une des explications est la sphalerogenèse : un processus où l'interaction faible trie elle-même les particules pendant que l'Univers se refroidit. On peut comparer cela à une foule sur un escalator : si d'un côté les marches sont légèrement plus hautes, les gens se déplacent involontairement d'un côté. Ici, c'est pareil : des transitions particulières entre les états du vide, semblables à un déclic d'interrupteur, créent un peu plus souvent de la matière que d'antimatière.
Les auteurs de l'étude ont ajouté aux calculs de nouvelles interactions, plus subtiles – les opérateurs de dimension 8. Auparavant, on pensait que leur contribution était négligeable. Mais il s'est avéré que si ces effets proviennent de boucles quantiques, ils peuvent rivaliser en force avec le mécanisme principal. C'est comme découvrir qu'un murmure dans une foule peut parfois couvrir un cri.
Cette approche relie le mystère cosmique aux expériences terrestres. Si de nouvelles particules ou de nouvelles forces existent réellement, leurs traces pourraient apparaître lors de futures collisions au Grand collisionneur de hadrons. La minuscule brèche dans la symétrie, ouverte à l'aube des temps, pourrait bientôt devenir visible en laboratoire.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2608.05950v1
We investigate whether a baryogenesis mechanism known as sphalerogenesis can account for the observed baryon asymmetry of the Universe within the Standard Model effective field theory. In this scenario, the baryon asymmetry is generated through the $$CP$$-asymmetric decoupling of electroweak (EW) sphaleron-like transitions. We introduce seven $$CP$$-violating dimension-8 operators constructed from the Higgs doublet and the $$SU(2)_L$$ gauge fields and show that five of them can individually account for the observed baryon asymmetry with satisfying experimental constraints from colliders or electron electric dipole moment measurements. We further study their impact in the presence of a $$CP$$-violating dimension-6 operator. We find that the dimension-8 contributions can be comparable to the dimension-6 contribution when the dimension-8 operators are generated at one loop, demonstrating that loop-order counting can be as important as canonical mass-dimension counting in sphalerogenesis.
Pour chaque milliard de particules d'antimatière dans l'Univers primordial, il y avait environ un proton en trop – et cela a suffi pour que tout le monde visible émerge.
Dans le roman « Anges et Démons » de Dan Brown, de l'antimatière est volée au CERN comme arme – mais en réalité, sa production coûte des milliards de fois plus cher que l'or, et tout le volume produit tiendrait dans un grain de sable.