Leur réponse est qu’une particule hypothétique, appelée axion, n’était pas aussi lourde qu’on le pensait auparavant. Des axions plus légers agiraient comme moins de catalyseurs, permettant à davantage de matière de survivre au début de l’univers. "La raison pour laquelle nous avons de la matière dans l'univers est liée à une désintégration exotique de cette particule semblable à un axion", a déclaré Peter Graham, professeur adjoint de physique à l'Université du Texas à Austin. "Notre calcul était que l'axion était juste assez léger pour produire un peu de cette désintégration et permettre à suffisamment de matière de survivre."
Les axions sont des particules élémentaires hypothétiques dont l'existence était prévue comme solution au problème de CP fort, qui est une énigme théorique sur la raison pour laquelle il n'y a pas de moment dipolaire électrique dans les neutrons. La théorie de Peccei-Quinn offre une réponse, suggérant que les axions existent et étaient très lourds au début de l'univers, agissant comme des catalyseurs pour transformer la matière en énergie.
Une fois l’univers refroidi, certains axions se désintégreraient et libéreraient la matière qui finirait par former des étoiles et des galaxies. Si les axions étaient très lourds, il n’y aurait pas eu suffisamment de matière libérée, ce qui signifie qu’il n’y aurait probablement pas assez de matière aujourd’hui pour former des étoiles et des galaxies.
Les travaux réalisés par l'équipe de l'Université du Texas ont montré que les axions avaient probablement une masse idéale pour agir comme catalyseurs, mais pas suffisamment pour détruire la matière. Ils ont utilisé les données du Large Hadron Collider, qui collecte des informations sur l’univers depuis 2009, ainsi que les données d’observations astrophysiques des axions.
Graham et ses collègues ont montré que l'axion qui résout le problème du CP fort ne viole pas les limites expérimentales actuelles. Ils ont également proposé une nouvelle façon de détecter la particule axion.
"La prochaine frontière de la découverte impliquera probablement la recherche de ces axions", a déclaré Graham. "Nous chercherions la source de la matière."
L'article a été publié dans la revue Physical Review Letters.
