Page 485 - eco-savoirs pour tous

Le modèle dit standard, c’est-à-dire la théorie qui est parvenue à mettre
de l’ordre dans la physique sub-nucléaire, a finalement pu classer ces douze
entités élémentaires en trois familles. L’idée directrice de ce modèle était que
les leptons et les quarks, quoiqu’ils diffèrent substantiellement en ce qui
concerne leur comportement par rapport à l’interaction forte, s’associaient
dans des groupes (familles) fonctionnels. Par exemple, l’électron et le neu-
trino électronique faisaient partie de la même famille que les quarks up et
down. La deuxième famille était constituée du muon, du neutrino
muonique, du quark charmé et du quark strange. La troisième comprenait
la particule tau, le neutrino tauonique, le quark bottom et le quark top. Ces
trois familles se ressemblaient beaucoup, même si elles différaient quant à
la masse des particules qui les composaient, puisque la première contenait
les particules les plus légères, et que la troisième contenait les plus lourdes.
En théorie, il pouvait encore exister d’autres familles, contenant des
leptons et des quarks encore plus lourds que ceux que l’on connaissait
déjà. Cependant, leur découverte potentielle était rendue difficile par leur
masse théoriquement élevée, et par l’énergie nécessaire à leur production
expérimentale. De plus, des considérations de caractère cosmologique
théorique portaient à écarter cette hypothèse. En effet, divers calculs por-
tant sur la masse de l’Univers, ainsi que sur les processus nucléaires qui
se seraient produits au cours de ses premiers instants, faisaient penser
qu’il n’existait pas plus de trois types de neutrinos, autrement dit pas plus
de trois familles de particules.
Il faut tenir compte aussi du fait que le schéma du modèle standard
avait son équivalent théorique dans le monde de l’antimatière, puisque se-
lon la mécanique quantique, il pouvait exister pour chaque particule une
antiparticule, une sorte de négatif symétrique dans lequel toutes les carac-
téristiques, comme par exemple la charge électrique, étaient inversées. Là,
même si notre Univers semblait fait substantiellement de matière positive,
on pouvait donc penser que s'y tenaient aussi des antiélectrons ou des an-
tiprotons, constitués d’antiquarks. Que se passerait-il alors en cas de ren-
contre massive d’antimatière ? Et pourquoi ceci ne pourrait pas arriver ?
En extrapolant plus loin, l’Univers pourrait être constitué pour passer
alternativement, selon des cycles d’expansion-contraction de quelques mil-
liards d’années, d’un big-bang à un big-crunch (si notamment la masse de
neutrinos le permettait), ou pour s’auto-décomposer en rencontrant un
autre univers constitué surtout d’antimatière, se réduisant là encore en un
point infiniment petit, et renaissant aussitôt dans un nouveau big-bang.

Marc CARL Eco-Savoirs pour tous rev.1.4 fr © LEAI 485