Notre univers est régi par quatre forces fondamentales. C'est du moins ce que les physiciens pensent depuis longtemps.
Maintenant, cependant, de nouvelles recherches suggèrent qu'il existe une cinquième force, une découverte qui pourrait bouleverser une grande partie de la physique moderne.
Le 23 octobre, des chercheurs de l'Institut de recherche nucléaire en Hongrie ont publié une nouvelle étude sur la base de données arXiv offrant des preuves supplémentaires d'une toute nouvelle particule suggérée pour la première fois il y a trois ans. Surnommée X17, cette particule pourrait aider les scientifiques à résoudre l'un des plus grands mystères de l'astronomie: ce qu'est la matière noire.
L'existence de la particule nécessiterait également une réécriture du modèle standard de physique des particules, la théorie qui décrit les forces fondamentales et classe les particules subatomiques.
Mais ce n'est que si l'existence de la particule peut être vérifiée. Le nouveau document n'a pas encore été évalué par des pairs. Et la plupart des physiciens sont sceptiques - en partie parce qu'aucun scientifique extérieur n'a encore été en mesure de valider indépendamment les résultats antérieurs de la même équipe de recherche Richard Milner, physicien au Massachusetts Institute of Technology qui n'était pas impliqué dans la recherche, a déclaré à Live Science.
En 2016, le même groupe de chercheurs a rapporté la première preuve de la particule, lors d'expériences réalisées avec des atomes de béryllium radioactifs. Les physiciens ont mesuré la lumière et les particules libérées par le béryllium lors de sa décomposition. Ils ont remarqué que les paires d'électrons émis et leurs partenaires d'antimatière, les positrons, avaient tendance à accélérer à un certain angle, un comportement qui ne semblait pas explicable avec la physique existante.
Croissant les chiffres, les physiciens ont conclu qu'il devait y avoir une particule intermédiaire inconnue dans laquelle le béryllium s'est désintégré avant que cette particule n'émette ensuite la paire d'électrons et de positrons. Cette "particule X" inconnue a été calculée pour avoir une masse de près de 17 mégaélectronvolts, d'où son nom, X17. (À titre de comparaison, cela rend le X17 environ 34 fois plus grand qu'un électron.)
La nouvelle étude a ajouté plus d'observations de la particule proposée, vu dans la désintégration des atomes d'hélium. Une configuration expérimentale similaire a de nouveau montré la présence d'une particule intermédiaire ayant effectivement la même masse. Les résultats montrent que cette particule X17 proposée n'est pas un fermion - le type de particule qui compose la matière ordinaire - mais plutôt un boson, une particule qui transporte de l'énergie et parfois des forces. Cela signifie que X17 pourrait transmettre une cinquième force inconnue auparavant, qui, selon les physiciens, pourrait aider à expliquer la matière noire. Cette substance mystérieuse représente 85% de la matière dans l'univers; il est détectable par gravité mais n'interagit pas avec la lumière.
Mais la plupart des physiciens attendent des mesures indépendantes avant d'accepter les résultats.
"Je suis sceptique. Je pense qu'en tant qu'expérimentaliste, c'est ma position naturelle quand je vois quelque chose comme ça, mais je pense que cela doit être étudié", a déclaré Milner à Live Science.
Une partie du scepticisme vient du fait que l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, ou CERN, a tenté de chasser la particule X17 et n'a trouvé aucune preuve de cela. À la lumière des nouvelles preuves, de nombreux autres groupes continueront probablement à rechercher la particule, a déclaré Milner à Live Science.
Si elle est confirmée, la découverte pourrait également ouvrir une toute nouvelle façon de faire de la physique des particules, a déclaré Milner à Live Science. Au cours du dernier demi-siècle, les physiciens ont fait d'énormes progrès dans la définition du modèle standard en se concentrant sur le domaine des hautes énergies, ce qui nécessite d'énormes collaborations internationales et des accélérateurs coûteux pour briser les particules à des vitesses ahurissantes. Le nouveau travail, effectué à des énergies et des coûts beaucoup plus bas, serait une direction entièrement nouvelle pour les physiciens de rechercher de nouvelles particules.
"Le modèle standard de la physique est très bien défini", a déclaré Milner à Live Science. "Donc, si l'on trouve une nouvelle interaction au-delà, c'est extrêmement important."
