L'instabilité du vide du champ de Higgs pourrait avoir généré la matière noire

Notre Univers pourrait se trouver au bord de la destruction, puisque le Modèle Standard des particules suggère que le vide du champs de Higgs est métastable. Si ce champs dépassait la barrière de potentiel par effet tunnel pour arriver à son minimum absolu, les effets seraient catastrophiques.Le danger pourrait ne pas subsister, si de la physique au-delà du Modèle Standard avait maintenu l'Univers stable le long de son histoire, mais l'instabilité du Higgs pourrait quand-même avoir eu un rôle crucial en Cosmologie avec la création de la matière noire.

Selon cette hypothèse, la matière noire serait constituée d'une grande population de trous noirs qui se sont formés à partir de fluctuations du champs de Higgs à l'aube de l'Univers. Ces trous noirs primordiaux ainsi nommés (Primordial Black Holes) ont déjà été proposés, mais celle-ci est la première hypothèse qui ne nécessite pas de physique au-delà du Modèle Standard.Les physiciens savaient depuis longtemps que l'Univers pourrait se trouver dans un "faux vide". Cette idée a récemment gagné de l’attention depuis la mesure de la masse du boson de Higgs et du quark top, qui indiquent qu'il existerait effectivement une configuration d'énergie inférieure pour le champs de Higgs, et que nous nous trouverions dans un vide métastable.
En analysant les implications de l'instabilité du champs de Higgs, l'équipe formé par le Prof. Antonio Riotto et Davide Racco, du Département de Physique Théorique, et le Prof. José Ramón Espinosa de l'ICREA de Barcelone a trouvé que ce mécanisme menaçant pourrait être responsable de la création de la matière noire qui a permis l'existence des galaxies et des structures qui hébergent la vie.

Dans leur calculs, l'équipe a étudié les fluctuations du champs de Higgs pendant l'époque d'expansion accélérée de l'Univers, dénommée inflation primordiale.

Sous certaines hypothèses, ces fluctuations peuvent devenir les germes pour des trous noirs d'échelle subatomique ayant la masse d'un astéroïde (10¹⁵ kg environ), qui pourraient avoir une densité cohérente avec celle de la matière noire.

Lire l’article publié dans Physical Review Letters (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.121301)
Lire le viewpoint publié dans Physics (https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.120.121301)

16 avril 2018

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