Ils ont recréé un « Petit Big Bang » — Et c'était bien plus petit que prévu

D'accord, je dois l'avouer — quand j'ai lu cette étude pour la première fois, j'ai dû la relire pour être sûr d'avoir bien compris.

Des scientifiques viennent de recréer le bouillon primordial qui remplissait notre univers... en utilisant des noyaux atomiques si petits que la plupart des physiciens ne pensaient pas que ça fonctionnerait.

Laissez ça mariner un instant.

Qu'est-ce qu'ils ont fait exactement ?

Voici le truc. Juste après le Big Bang, avant même que les atomes n'existent, tout l'univers était rempli de ce qu'on appelle le plasma quarks-gluons — un état de matière extrêmement chaud et dense où les protons et les neutrons n'avaient pas encore vu le jour. Les scientifiques appellent ça la « matière primordiale » de l'univers.

Pendant des années, les chercheurs ont essayé de recréer cette substance en laboratoire en faisant s'entrechoquer des noyaux atomiques à des vitesses proches de celle de la lumière. L'idée, c'était qu'il fallait des noyaux très lourds — comme le plomb — pour générer assez d'énergie et former ce plasma.

Mais voilà la partie incroyable : des chercheurs de l'Institut Niels Bohr à Copenhagen, en collaboration avec le projet ALICE au CERN, viennent de prouver que cette hypothèse était fausse.

Ils ont réussi à créer du plasma quarks-gluons en utilisant des noyaux beaucoup plus petits — spécifiquement de l'oxygène-16 et du néon-20. C'est beaucoup plus petit que ce que quiconque pensait possible.

Le plomb a 82 protons. L'oxygène en a 16. Le néon, 20. C'est une sacré différence !

Un « Petit Big Bang »

Le professeur associé You Zhou, qui a mené l'expérience, a résumé ça parfaitement : ce qu'ils ont créé est essentiellement un « Petit Big Bang ».

« Nous avons repoussé les limites de la taille minimale des noyaux atomiques tout en recréant cette matière primordiale », a-t-il déclaré. « Nous comprenons maintenant mieux les conditions fondamentales nécessaires pour que la matière se transforme en cet état extrême. »

J'adore cette façon de voir les choses. Nous observons littéralement des versions miniatures de la naissance de l'univers — dans des accélérateurs de particules qui s'étendent sur plusieurs pays.

L'histoire du bouleau de bowling

Voici où les choses deviennent vraiment intéressantes (et un peu espiègles).

Quand les scientifiques ont fait entrer ces minuscules noyaux en collision, ils ont découvert quelque chose de fascinant : les motifs des particules obtenues contenaient des informations sur la forme des noyaux d'origine.

Les collisions d'oxygène produisaient des motifs arrondis. Mais les collisions de néon ? Celles-ci créaient des motifsdistinctifs en forme de bouleau de bowling.

Pourquoi ? Parce que les noyaux d'oxygène sont sphériques, tandis que les noyaux de néon sont... eh bien, allongés comme un bouleau de bowling.

Le chercheur postdoctoral Emil Gorm Dahlbæk Nielsen l'a expliqué magnifiquement : « C'est un peu comme briller une lumière sur un objet et voir son ombre. Vous ne pouvez pas voir l'objet directement, mais son ombre révèle sa forme. »

Donc en observant comment les particules s'éparpillent après ces collisions, les scientifiques peuvent en quelque sorte « voir » les formes de noyaux atomiques bien trop petits pour être observés directement. Quand cool c'est ?

Pourquoi ça devrait vous importer ?

Je sais ce que vous pensez — ça ressemble à de la physique très pointue qui n'a rien à voir avec la vie de tous les jours.

Mais voici pourquoi c'est important : comprendre la structure des noyaux atomiques nous aide à comprendre la force forte — l'une des quatre forces fondamentales de la nature. C'est la force qui maintient les protons et les neutrons ensemble au sein des noyaux. C'est elle qui permet aux atomes d'être... eh bien, des atomes.

Sans la force forte qui fait son travail, rien dans notre univers n'existerait sous sa forme actuelle. Les étoiles, les planètes, vous, moi — rien de tout ça ne fonctionne sans ces interactions fondamentales.

Et puis, il y a quelque chose de vraiment admiratif dans la capacité de l'humanité à recréer, à petite échelle, les conditions qui existaient quelques microsecondes après le début de tout l'univers. C'est le genre de chose qui vous fait vous arrêter et réfléchir à notre place dans le cosmos.

Un héritage qui continue

Cette recherche a des racines particulièrement profondes à l'Institut Niels Bohr. Aage Bohr, fils du célèbre physicien Niels Bohr, a reçu le Prix Nobel en 1975 pour ses travaux sur la structure du noyau atomique. La tradition de repousser les limites de notre compréhension de cesminuscules briques de construction se poursuit aujourd'hui.

Au lieu de sonder délicatement les noyaux à basse énergie (l'approche traditionnelle), ces scientifiques les font désormais s'entrechoquer aux énergies les plus élevées possibles et reconstruisent leurs propriétés à partir des débris.

C'est une façon fondamentalement différente d'aborder les choses — et ça vient d'ouvrir de nouvelles possibilités pour comprendre à la fois les premiers instants de l'univers et la nature même de la matière.

Assez remarquable ce qu'on peut découvrir quand on fait entrer de toutes petites choses en collision très, très fort, non ?

Source : ScienceDaily