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Aurait-on découvert une cinquième force de la nature ?

Crédits : geralt / Pixabay

Une récente étude suggère la possible existence d’une particule subatomique inconnue, qui pourrait être la preuve de l’existence d’une cinquième force fondamentale de la nature, selon un article publié dans la revue Physical Review Letters par des physiciens théoriques à l’Université de Californie, à Irvine.

« Nous ne connaissons jusqu’ici que quatre forces fondamentales : la gravitation, l’électromagnétisme, et les forces nucléaires fortes et faibles. Si la découverte est confirmée par d’autres expériences, cette découverte d’une éventuelle cinquième force changerait complètement notre compréhension de l’univers, avec des conséquences pour l’unification des forces et la matière noire », explique Jonathan Feng, professeur de physique et d’astronomie.

Les chercheurs ont analysé les données publiées l’an dernier par des physiciens nucléaires expérimentaux à l’Académie hongroise des sciences. Les scientifiques hongrois, menés par le chercheur Attila Krasznahorkay, étaient partis à la recherche de photons sombres, ces particules élémentaires hypothétiques proposées comme étant le principal support de la matière noire.

Le travail des Hongrois avait mené à la découverte d’une anomalie de la désintégration radioactive qui pointait l’existence d’une particule de lumière 30 fois plus lourde qu’un électron, qui n’était pas prédite par le modèle standard de la physique des particules. Mais après avoir étudié les données des chercheurs hongrois, ainsi que les diverses expériences antérieures dans ce domaine, notre équipe de physiciens propose une nouvelle théorie qui synthétise les données existantes. Ils ont alors déterminé que la découverte pourrait indiquer l’existence d’une cinquième force fondamentale.

ESO
Crédits : ESO

L’équipe de chercheurs démontre qu’au lieu d’être un photon sombre, cette particule serait ce qu’ils appellent un « X boson protophobic », ou plus simplement X boson, X étant ici l’inconnu, puisque qu’aucun autre boson déjà observé ne possède ces caractéristiques. Alors que la force électrique normale agit sur les électrons et les protons, ce boson interagit uniquement avec des électrons et des neutrons, mais de façon très limitée.

Les physiciens notent cependant que d’autres expériences seront cruciales. « La particule n’est pas très lourde. Les laboratoires ont eu les énergies nécessaires pour la découvrir depuis les années 50 et 60, » déclare le chercheur, « mais la raison pour laquelle il a été difficile de la trouver est que ses interactions sont très faibles. Cela dit, et parce que cette nouvelle particule est très légère, beaucoup de groupes expérimentaux travaillant dans de petits laboratoires à travers le monde pourront suivre les demandes initiales, maintenant qu’ils savent où chercher ».

Les résultats sont encore donc loin d’être confirmés,mais concrètement, que signifierait la découverte d’une cinquième force fondamentale ? Feng suggère qu’elle pourrait être reliée aux forces nucléaires et électromagnétiques fortes et faibles, et se manifester dans une sorte de «super force fondamentale» – la preuve d’une cinquième force possible de la nature pourrait notamment expliquer certains des mystères qui subsistent dans notre Univers, comme la matière noire.

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