Une 5e force de la nature… dans un atome?

Quatre forces régissent notre Univers, et les physiciens spéculent depuis longtemps sur la possibilité qu’il en existe une cinquième. Mais alors que plusieurs la cherchaient à l’échelle cosmique, voilà qu’un groupe prétend l’avoir observée dans un atome d’hélium.

Les quatre forces en question sont la gravité, l’électromagnétisme, et les interactions nucléaires faible et forte. À elles quatre, elles expliquent presque tout ce qui s’attire ou se repousse dans l’Univers, des atomes jusqu’aux galaxies.

Matière sombre

Presque, mais pas tout. Parce que derrière ce «presque», il y a tout de même un gros morceau du casse-tête qui manque: cette mystérieuse «matière sombre» que jamais personne n’a observée, mais à qui les calculs attribuent le quart de la masse de l’Univers.

Les chercheurs hongrois dirigés par le physicien Attila Krasznahorkay ne s’avancent pas aussi loin, mais ils ajoutent une pièce à leur propre casse-tête: en 2016, ils avaient publié les résultats d’années d’observations de la radioactivité émise par du beryllium-8, une version instable de cet élément.

Ils y suggéraient que des anomalies dans la façon dont l’énergie se dissipait pouvaient être causées par une particule jusqu’ici inconnue.

Particule inconnue

À présent, ils ont trouvé une anomalie similaire, dans la phase de ce qu’on appelle la «transition», cette fois dans le noyau d’atomes d’hélium.

Et ils affirment que la même particule inconnue serait en cause. Ils l’appellent X17 parce qu’elle aurait une masse de 17 mégaélectronvolts, ou 33 fois celle d’un électron.

En deux mots, ce qu’ils ont observé, c’est une variation dans l’angle par lequel cette énergie est émise par le noyau, variation qui pourrait s’expliquer, disent-ils, par un «rebond» causé par cette particule inconnue.

Qui plus est, le fait que l’angle ne soit pas exactement le même avec le béryllium et l’hélium concorderait avec le fait que la «transition» de l’hélium se fait à une énergie plus élevée.

N’interagir qu’avec les neutrons

Tout ceci resterait toutefois une simple intuition sur l’existence d’une particule encore inconnue, si ce n’était d’un détail important: pour que cette X17 puisse faire ce qu’on lui attribue sans avoir été détectée jusqu’à maintenant, elle ne peut interagir qu’avec les neutrons, alors qu’aucune des quatre lois fondamentales de la nature ne le permet.

La recherche de 2016 était parue dans la revue Physical Review Letters. Celle sur l’hélium n’est pour l’instant parue que sur le serveur de pré-publication ArXiv.

Depuis 2016, d’autres équipes à travers le monde se sont d’ores et déjà lancées sur la piste de cette X17.