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Le tableau périodique des éléments pourrait (beaucoup) s’agrandir

Crédits : Pixabay

Un groupe de physiciens de l’Université de Toronto (Canada) s’est penché sur l’organisation des quarks dans la matière. Leurs conclusions laissent à penser que des éléments peuvent se créer et disparaître en un clin d’œil. Cependant la matière créée, elle, sortirait du tableau des éléments.

Qu’est-ce qu’un quark ?

Un quark est une particule élémentaire. C’est-à-dire que les quarks s’assemblent pour créer des hadrons (les plus connus sont les protons et les neutrons), qui vont eux-mêmes s’assembler pour créer des atomes puis de la matière.

Ces quarks ne sont pas toujours dans un état stable. Ainsi, il arrive que des atomes se créent, s’assemblent et se dissolvent en un claquement de doigts. La matière que nous touchons, elle, fait partie d’une configuration stable : ne nous en faites pas, votre chaise ne va pas disparaître pendant que vous finissez de lire cet article.

Qu’ont fait ces scientifiques pour arriver à cette conclusion ?

Pour rappel, certains des éléments de l’actuel tableau périodique n’ont jamais été observés, on sait juste qu’ils existent quelque part dans l’Univers. D’ailleurs, ces assemblages uniques et gigantesques (à leur échelle) échappent aux règles habituelles qui régissent la matière.

Les quarks créent de façon naturelle la matière (dont nous sommes composés). On ne comprend pas encore complètement les règles qui les régissent, mais le fait est qu’ils sont là. Cependant, l’équipe de Toronto s’est demandé ce qui arrivait aux assemblages de quarks lorsqu’ils étaient soumis à des conditions extrêmes.

En temps normal – et si cela arrive – la matière se dissout toute seule, car l’atome n’est plus stable et éclate. Mais selon eux, dans des cas exceptionnels, l’atome peut aussi changer sa nature et devenir une matière différente.

atome proton électron quark
Crédits : Pixabay/geralt

Une première théorie qui date de trente ans

Ces recherches font suite à une théorie soumise il y a trente ans par le physicien Edward Witten. Celui-ci affirmait que la matière située au cœur d’une étoile à neutron subissait tellement de pression que les quarks modifiaient leurs liaisons entre eux, mais restaient attachés et donnaient naissance à de nouveaux éléments.

Cette matière unique s’est vu attribuer le nom de “strange quark matter » (étrange matière quark ou SQM). Le concept même de cette matière est étrange. Les scientifiques décrivent celle-ci comme un état liquide et bourdonnant d’atomes qui restent liés les uns aux autres.

La version actuelle

Dans leur étude, les scientifiques de Toronto parlent d’un type appelé “up down quark matter » (udQM). Ce nom fait référence aux différents types de quarks qui seraient affectés par les conditions extrêmes.

Les atomes constitués par ces quarks seraient différents de ceux qui sont actuellement recherchés par les scientifiques. Comme l’affirment les membres de l’équipe de travail : « Les physiciens recherchent la SQM depuis des décennies ». Ils ont aussi ont déclaré a Phys.org que « De par nos résultats, on pense que beaucoup de recherches ont pu regarder au mauvais endroit. »

particules fumée quark
Crédits : Pixabay

Alors, comment se présenteraient ces nouveaux atomes ?

L’élément idéal pour apercevoir un ré-assemblement de quark serait un atome avec une masse autour de 300. La matière actuelle la plus « lourde » connue se situe à 294. C’est donc autour de cet atome que les recherches vont continuer. Il est possible que cette théorie se voie acceptée par la communauté scientifique si elle est prouvée. Pour cela, il y’a deux solutions :

  • capter les rayons cosmiques qui transportent cette matière unique et qui viennent frapper la Terre très souvent
  • utiliser un accélérateur à particules pour produire des conditions comparables à celle de la fameuse étoile à neutron

La maitrise des quarks est un but qui ne parait atteignable que dans un film de science-fiction. Cependant, avec ce nouvel état de quark théorisé, cela pourrait arriver très vite. De plus, cette nouvelle matière liquide serait aussi une nouvelle source potentielle d’énergie.

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