- Des scientifiques ont reproduit la matière fondamentale
- Cette soupe de quarks existait au début de l’Univers
- Les quarks, particules élémentaires (mon cher Watson)
À quoi ressembler l’Univers lors de ses premières secondes de vie ? Selon les scientifiques, la réponse à cette question ne fait l’ombre d’un doute. Extrêmement dense et chaud, l’Univers aurait connu à ses débuts une forme très étrange baptisée depuis « soupe de quarks ».
Pourtant, jamais cette forme de la matière n’a pu être observée dans la nature. En 13 milliards d’années depuis le Big Bang, il semble que la « soupe » ait fini par disparaître, laissant place à de la matière plus stable et ordinaire. Mais récemment, les scientifiques ont réussi à reproduire cet état de la matière.
En utilisant l’accélérateur de particules du Brookhaven National Laboratory à Long Island près de New York, ils ont fait réapparaître cette matière disparue. Afin d’arriver à un résultat aussi extrême, des atomes ont été propulsés à 99,95 % de la vitesse de la lumière, soit près de 300 000 km/s. Refroidis près du zéro absolu (-273 °C), ils ont fini par entrer en collision créant avec eux de la « soupe de quarks ».
L’expérience est décrite dans une vidéo de Scientific American disponible ci-dessous.
Cette découverte permet d’en apprendre plus sur l’origine de l’Univers, mais également sur les lois physiques qui régissent le développement de la matière dans des conditions exceptionnelles. En observant les quarks « libres » de leur noyau, les scientifiques espèrent comprendre comment l’Univers a pu évoluer et s’étendre au fil des années.
Quels sont les quarks ?
La matière est observable à plusieurs échelles. Avec un bon microscope, il sera possible de voir des bactéries ou des grains de sable dans leurs moindres détails. Ils sont eux même composés de molécules. Ces dernières sont un ensemble d’atomes. Rassemblés dans le tableau de Mendeleïev, les atomes sont un regroupement de trois particules, l’électron en périphérie tandis que le proton et le neutron forment le noyau.
Les quarks sont des particules élémentaires, ils se trouvent au cœur d’un neutron. Liés les uns aux autres, ils forment des hardons. En physique les quarks existent de six formes différentes (u, c,t,d,s,b). Un proton (positif) sera composé de deux quarks U (up) et un quark D (down). Pour un neutron, les quarks D seront majoritaires (deux contre un).
Les lois de la physique nous empêchent de les observer de façon individuelle. En amenant la matière dans un état de « soupe de quarks » les scientifiques espèrent en comprendre davantage sur ces particules élémentaires et ainsi la nature même du monde qui nous entoure.
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Cette découverte est en réalité loin d’être récente. Cette “soupe de quarks”, le plasma de quark et gluons, a été formellement identifiée en 2005 par les expériences ayant alors lieu au Brookhaven National Laboratory. Il a même été publié en 2010 une synthèse des résultats de collisions réalisées au SPS (un accélérateur du CERN), à la fin des années 90 et au début des années 2000, indiquant que le plasma de quarks et gluons avaient même été créé à ce moment là, sans que la communauté ait su l’identifier sur le moment.
Travaillant précisément dans ce domaine de recherche, je trouve donc dommage de voir de tels articles au contenu partiellement faux courir la presse…
Je serais bien sûr ravi d’en discuter plus en profondeur avec l’auteur.e !