Une équipe de scientifiques a entamé il y a quelques semaines une recherche particulière : celle d’une cinquième force de la Nature qui, si elle existe, pourrait nous dévoiler un univers « obscur », qui constitue la grande majorité du cosmos.
On dénombre aujourd’hui quatre grandes forces de la Nature : la force électromagnétique, la force gravitationnelle, la force forte et la force faible. Les deux premières œuvrent sur l’infiniment grand, les deux suivantes agissent dans l’infiniment petit. Mais toutes ces forces, aussi précises soient-elles pour expliquer le comportement de la matière ordinaire de notre Univers, nous semblent complètement inutiles pour en expliquer deux grands mystères. Il s’agit de la matière noire entourant les galaxies et de l’énergie sombre responsable de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Celles-ci, à elles deux, composent pourtant 96 % de notre monde. Et si une cinquième force de la Nature était à l’œuvre, agissant sur des particules à ce jour invisibles ?
« Pour le moment, nous ne savons pas de quoi est constitué plus de 90 % de l’Univers, explique Mauro Raggi, chercheur à l’Université Sapienza de Rome (Italie). Si nous trouvons cette force, cela changera complètement le paradigme actuel. Cela ouvrirait un nouveau monde et nous aiderait à comprendre les particules et les forces qui composent le secteur sombre ».
Mauro Raggi et son équipe entament ce mois-ci de nouvelles expériences à l’Institut national de physique nucléaire de Rome, à la recherche de cette éventuelle cinquième force de la nature. Pour le savoir, les chercheurs souffleront une plaquette de diamant d’un dixième de millimètre d’épaisseur avec un flux de particules d’antimatière (positrons). Un nouvel instrument – baptisé PADME – aura alors pour objectif d’enregistrer la masse d’éventuelles nouvelles particules exotiques produites. Si aucune cinquième force n’est à l’œuvre, l’énergie libérée se présentera sous la forme de deux photons. Mais si autre chose est à l’œuvre, un photon « noir » pourrait être libéré, représentant d’une sorte de « force électromagnétique sombre ».
« Le photon noir, s’il existe, serait effectivement un portail. Cela nous permettrait de regarder dans le secteur sombre pour voir ce qui se passe, explique Bryan McKinnon, de l’Université de Glasgow (Royaume-Uni). Cela n’ouvrira pas les vannes, mais cela nous permettra d’avoir un petit coup d’œil ».
L’expérience devrait normalement se poursuivre jusqu’à la fin de l’année. L’instrument devrait ensuite être transféré à l’Université Cornell (États-Unis) en 2021, et relié à un accélérateur de particules plus puissant. De quoi étendre les recherches.
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