Des rapports non officiels faisant état de l’impact de 10 noyaux d’antihélium sur la Station spatiale internationale ont incité les physiciens théoriciens à spéculer au-delà de nos modèles actuels à la recherche d’une explication.
Même si une petite poignée de particules cosmiques peut paraître insignifiante, la signature de la pluie d’antihélium est suffisamment étrange pour que les chercheurs traitent l’événement comme une tempête de pluie dans un désert.
Dans leur analyse récemment publiée, des scientifiques de l’Institut Perimeter pour la physique théorique au Canada et de l’Université Johns Hopkins aux États-Unis plaident en faveur d’une prise en compte de la physique en dehors des normes actuellement acceptées. Modèle standardallant jusqu’à suggérer matière noire pourrait être impliqué.
Depuis 2011, le spectromètre magnétique Alpha (AMS-02) est resté à bord de la Station spatiale internationale, enregistrant discrètement plus de 200 milliards d’événements de rayons cosmiques.
Alors que la plupart étaient des particules ordinaires projetées à travers de vastes distances de l’espace à grande vitesseDes rapports non publiés suggèrent que dix d’entre eux étaient tout sauf typiques, constitués de paires d’antiprotons collés à un ou deux antineutrons.
frameborder= »0″ allow= »accéléromètre; lecture automatique; écriture du presse-papiers; média crypté; gyroscope; image dans l’image; partage Web » referrerpolicy= »strict-origin-when-cross-origin » allowfullscreen>
Chaque particule fondamentale de matière « ordinaire », comme les électrons, neutrinoset les quarks, ont un homologue correspondant avec les mêmes caractéristiques mais une charge opposée : un antiparticule.
Théoriquement, les antiparticules comme positonsantineutrinos et antiquarks aurait dû émerger de la Big Bangdans les fours de ‘s plus ou moins les mêmes quantités que les électrons, les neutrinos et les quarks, s’annulant rapidement dans un nuage de rayons gamma.
Le fait que l’Univers soit constitué de bien plus qu’une lueur en expansion de rayonnement électromagnétique suggère qu’il y a quelque chose que nous ne comprenons pas bien à propos de l’équilibre de la matière primordiale et antimatière.
Tout comme il est possible de faire sortir une fine brume d’antimatière En utilisant des collisionneurs de particules ici sur Terre, la nature continue de rejeter des antiprotons et des antineutrons lors d’événements cataclysmiques de haute énergie. Une partie d’entre eux s’échappera même pour survivre à l’annihilation, entrant occasionnellement en collision avec des détecteurs ici sur Terre.
Les détections présumées d’AMS-02 impliquaient des antiprotons et des antineutrons sous forme de noyaux d’anthélium – une union rare qui aurait nécessité que les antiparticules se déplacent lentement et soient densément regroupées pour donner la particules subatomiques une chance de créer des liens.
Curieusement, pour chaque noyau d’antihélium avec deux antineutrons, un isotope appelé antihélium-4, il y en avait deux avec un seul antineutron : l’antihélium-3. En s’appuyant uniquement sur la physique établie, les meilleurs chercheurs ont trouvé une mesure isotope rapport de 10 000 à 1.
Quel que soit le mécanisme qui a créé les deux saveurs d’isotopes d’antimatière et les a envoyés dans notre direction, il n’était pas aussi discriminant en termes de taille d’antihélium que les processus connus, ce qui suggère que les conditions initiales exigeaient que les éléments constitutifs subatomiques se déplacent incroyablement lentement avant d’être éjectés.
Une possibilité pourrait être la désintégration d’une particule jusqu’à présent inconnue, qui pourrait même être qualifiée de matière noire. Même si une telle particule existait, il reste à savoir comment elle a pu traverser le cosmos à une fraction de la vitesse de la lumière.
En travaillant à rebours, les chercheurs émettent l’hypothèse qu’une concentration de plasma incroyablement chaude et en expansion rapide, constituée de particules connues, pourrait bien fournir à la fois le coup de fouet et le bon ratio de noyaux d’antihélium.
Bien que de telles « boules de feu » n’aient jamais été observées, elles pourraient se produire lors de collisions entre des masses de matière noire contenant des quantités suffisantes d’antiquarks.
Un deuxième scénario possible implique ce que l’on appelle «naines noires« Ces boules hypothétiques de photons sombres, d’électrons sombres et de neutrons sombres pourraient également entrer en collision les unes avec les autres pour créer des conditions susceptibles d’émettre de l’antihélium dans les proportions mesurées.
Aucun de ces deux modèles n’a été complètement développé, et repose sur des dynamiques complexes qui laissent beaucoup de discussions sur les détails potentiels. Et ce n’est que la physique que nous connaissons – la matière noire elle-même n’a pas encore été confirmée en tant que phénomène matériel, et encore moins comprise.
Pourtant, enfouies dans les mathématiques de modèles même hautement spéculatifs comme celui-ci, pourraient se trouver les graines d’une découverte qui pourrait transformer d’autres mesures inattendues en boules de feu de création générées par la collision de l’obscurité.
Avec six années supplémentaires de fonctionnement, AMS-02 pourrait encore collecter des données qui offriraient une autre perspective sur les origines de cette étrange pluie d’antihélium.
Ou cela pourrait confirmer quelque chose d’inattendu dans le les confins de l’espace construit des atomes d’antimatière, nous narguant depuis l’ombre.
Cette recherche a été publiée dans Examen physique D.
