Pourquoi y a-t-il plus de matière que d'antimatière ?
L'univers observable ne contient pratiquement pas d'antimatière primordiale : pour ~10^9 photons il y a environ un baryon et zéro antibaryon. Sakharov a montré que cela exige la violation du nombre baryonique, la violation C/CP et un hors-équilibre — mais la violation CP mesurée dans le Modèle standard est bien trop faible.
Pourquoi c'est difficile
L'asymétrie s'est fixée dans les premières microsecondes, à des énergies inaccessibles aux collisionneurs et effaçables par la cosmologie ultérieure. La baryogenèse électrofaible requiert une transition de phase du premier ordre que le Higgs de 125 GeV ne fournit pas ; la leptogenèse est élégante mais ses signatures clés (neutrinos droits lourds, violation du nombre leptonique) peuvent être hors de portée directe.
Indices actuels
Aucun domaine d'antimatière primordiale n'est observé dans les rayons cosmiques ni via des signatures d'annihilation à l'échelle des amas de galaxies. Les oscillations de neutrinos prouvent le mélange dans le secteur leptonique, maintenant la leptogenèse viable ; les expériences de double désintégration bêta sans neutrino recherchent la violation du nombre leptonique requise.
Approches possibles
Expériences de double désintégration bêta sans neutrino à l'échelle de la tonne, mesures de précision de la violation CP à DUNE/Hyper-K, signatures en ondes gravitationnelles d'une transition électrofaible du premier ordre, et nouvelles recherches de moments dipolaires électriques.
Sujets liés
Sources
- Planck and the cosmic microwave background — European Space Agency
- Research Highlights — IceCube Neutrino Observatory
- Hubble Big Bang — NASA Science
- COBE Science — CMB Blackbody Spectrum — NASA Science