Un petit faible pour la matière

Les expériences NA31 et NA48

Lors du Big Bang, matière et antimatière ont été créées en quantité égale ; pourtant, notre univers semble aujourd'hui entièrement constitué de matière. La Nature trahit de fait un très léger penchant pour la matière car, dans un cas sur un milliard, elle a laissé subsister une particule de matière lors des annihilations mutuelles des particules de matière et d’antimatière qui ont suivi le Big Bang.

Des expériences étudiant une très petite différence de comportement que manifestent les particules de matière et d’antimatière – un phénomène appelé violation de la symétrie de CP – pourraient contribuer à éclaircir le mystère de ce traitement de faveur. La différence s’observe lors de la désintégration de certaines particules de matière et d’antimatière – en particulier, de formes électriquement neutres de particules appelées kaons.

L’expérience NA31, menée au CERN, a été conçue pour observer ce qu’on appelle la rupture « directe » de la symétrie de CP à l’aide de kaons neutres créés à partir d’un faisceau du Supersynchrotron à protons (SPS). En 1993, la collaboration a publié les premiers résultats précis sur cet effet « direct », qu’il est très difficile d’observer, mais qui apporte des éclaircissements sur la physique qui sous-tend le phénomène. La collaboration NA48, qui a mené l’expérience suivante, a par la suite affiné cette mesure, et a annoncé son résultat final sur la question en 2001. L’asymétrie entre la matière et l’antimatière reste cependant à l’ordre du jour du CERN, en particulier dans le cadre de l’expérience LHCb, menée au Grand collisionneur de hadrons.