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La question est élémentaire: pourquoi y-a-t-il quelque chose plutôt que rien? Depuis la découverte de l'antimatière, les physiciens n'ont cessé de se la poser. A Genève, une équipe du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) vient d'y apporter la réponse la plus probante à ce jour.
L'antimatière, c'est de la matière en négatif. Toutes les charges électriques y sont inversées, l'électron devient positif, le proton négatif et ainsi de suite. Résultat: lorsqu'un «grain» de matière rencontre son double d'antimatière, ils s'annihilent dans un grand éclair, ne laissant derrière eux que de la lumière.
Or on sait désormais que le «Big Bang», l'explosion initiale dont est né l'univers a créé de la matière et de l'antimatière en quantités égales. Logiquement, elles auraient donc du se détruire mutuellement, dans un grand feu d'artifice laissant la place au néant.
Pour expliquer la présence des étoiles, des planètes, des galaxies et de tout ce qui existe aujourd'hui, il faut donc admettre une sorte de préférence de la Nature pour la matière. Et ceci n'est possible que si matière et antimatière ne sont pas exactement des doubles en négatif, comme le seraient une image et son reflet dans un miroir.
En d'autres termes, certaines particules d'antimatière ont obligatoirement la faculté de se transformer spontanément en matière au lieu de chercher et de détruire immédiatement leur double.
Depuis une cinquantaine d'années, les physiciens traquent donc des violations de trois types de symétrie: la symétrie de charge électrique (C), la symétrie de position dans l'espace (P) et la symétrie de temps (T).
En 1956 déjà, des violations de la symétrie P sont démontrées expérimentalement. Huit ans plus tard, une équipe américaine découvre qu'une particule appelée kaon neutre à vie longue est capable de se désintégrer en deux particules, en violation du produit des deux symétries C et P. Des travaux qui leur vaudront un Prix Nobel.
L'origine du phénomène reste toutefois mystérieuse et seule une vérification à grande échelle va permettre d'établir définitivement le fait. En 1993, le CERN et le Laboratoire Fermi de Chicago publient une première série de résultats, confirmés aujourd'hui par l'aboutissement des expériences NA48 du CERN et KteV de Fermilab.
La violation directe de la symétrie CP est donc désormais établie avec une certitude proche de l'absolu. Quant à la symétrie T, le CERN est également parvenu - il y a trois ans - à démontrer qu'elle pouvait être violée, ce qui signifie que pour certaines particules, le temps s'écoule différemment vers l'avant et vers l'arrière.
Reste maintenant à intégrer ces «anomalies» - auxquelles nous devons tout de même notre existence - à la théorie classique des particules et surtout, à en comprendre la cause.
Marc-André Miserez