Cette théorie a 150 ans, mais elle pourrait être la clé du mystère de la matière et de l’antimatière

À partir de 1867, un physicien anglais du nom de William Thomson, aussi connu en tant que Lord Kelvin, a établi une théorie qui fera beaucoup de bruit pendant quelques décennies : l’atome vortex. Dans ce modèle, les atomes sont des particules reliées à l’éther, une substance invisible supposément omniprésente à travers l’Univers.

Cette idée a son petit succès : les atomes apparaissent ainsi comme des nœuds attachés à l’éther. Mais les découvertes du XXe siècle, notamment autour des théories de la relativité d’Einstein, finissent par l’enterrer. Aujourd’hui, il est évident pour la communauté scientifique que les atomes ne ressemblent pas à cela, et que l’éther version XIXe siècle n’existe pas.

Des nœuds d’atomes juste après le Big Bang ?

Pourtant, une étude parue dans la revue scientifique Physical Review Letters et signée par des physiciens issus d’universités japonaises en reprend une partie. Ils ont découvert qu’en physique des particules, ces fameux nœuds d’atomes pouvaient, finalement, exister.

Pour cela, l’équipe a recréé en laboratoire un environnement présentant les caractéristiques de l’Univers peu de temps après le Big Bang. Ils ont alors remarqué que les atomes avaient tendance à se nouer entre eux de la même façon que ce qui était décrit par Lord Kelvin 150 ans auparavant.

Mais cette théorie s’avère surtout attrayante parce qu’elle pourrait être une explication à un grand mystère qui n’est pas résolu malgré des siècles de recherche : l’asymétrie entre la matière et l’antimatière.

Effectivement, la théorie du Big Bang voudrait que lors de la création de l’Univers primordial, il y ait autant de matière que d’antimatière. Chaque particule a la même masse que son homologue, et lorsqu’elles entrent en contact, elles s’annihilent et disparaissent, ne laissant que de l’énergie pure derrière.

Selon cette théorie, l’Univers tel que nous le connaissons n’aurait jamais dû exister, puisqu’une fois toutes les particules annihilées, il ne serait constitué que d’énergie.

La clé pour comprendre la domination de la matière

Pourtant, la matière est omniprésente et l’antimatière n’occupe qu’une part extrêmement minime dans le fonctionnement de l’Univers. D’évidence, il y a un processus inconnu qui a occasionné ce déséquilibre, laissant la matière se répandre partout dans l’Univers pour constituer les étoiles et les planètes.

Selon le modèle développé par les auteurs de l’étude, les premiers instants de l’Univers étaient donc dominés par des nœuds d’atomes. Une ère qui n’a pas duré longtemps, puisqu’ils ont fini par se défaire. La matière s’est décomposée et a créé des radiations, mais plus lentement que le processus habituel, provoquant une asymétrie entre matière et antimatière.

Dans ce nouvel univers, la matière ordinaire a pu résister plus longtemps grâce à ce système de nœuds. Ce ne sont pas les blocs fondamentaux imaginés par Lord Kelvin, mais un processus qui a pu être décisif dans la formation de l’Univers. Les chercheurs espèrent pouvoir mieux quantifier et prédire la formation, ainsi que la disparition de ces structures, afin d’affiner leur modèle.

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