Sous la frontière franco-suisse, à une profondeur d’une centaine de mètres, des tunnels de vingt-sept kilomètres de circonférence abritent l’une des infrastructures scientifiques les plus complexes jamais construites par l’humanité. Le CERN fait partie de ces endroits dont on comprend intellectuellement la fonction sans vraiment réussir à la visualiser — des aimants supraconducteurs refroidis à des températures inférieures à celles de l’espace interstellaire, des faisceaux de particules lancés à des vitesses frôlant celle de la lumière, des détecteurs pesant des milliers de tonnes capables de capturer des collisions qui durent des fractions infinitésimales de seconde. C’est dans ce contexte que des équipes de physiciens travaillent depuis des années sur une question qui semble presque trop fondamentale pour avoir une réponse : pourquoi l’univers existe-t-il ?
La question n’est pas rhétorique. Selon notre compréhension actuelle du Big Bang, l’explosion primordiale aurait dû produire des quantités égales de matière et d’antimatière. Ces deux substances étant des miroirs l’une de l’autre — masse identique, charge opposée — elles se seraient annihilées mutuellement au contact, laissant un univers composé uniquement d’énergie et d’aucune particule. Pas de galaxies, pas d’étoiles, pas de planètes, pas de vous ni de moi. Et pourtant, l’univers observable est composé presque entièrement de matière ordinaire. L’antimatière a disparu. On ne sait toujours pas très bien pourquoi.
| Catégorie | Détails |
|---|---|
| Organisation | CERN (Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire) |
| Lieu | Genève, Suisse / frontière franco-suisse |
| Expériences clés | ALPHA-g, BASE-STEP |
| Découverte ALPHA-g (2023) | L’antihydrogène tombe vers le bas (gravité normale) |
| Percée BASE-STEP (mars 2026) | Transport de 92 antiprotons par camion à travers le campus |
| Production (2023-2024) | Plus de 2 millions d’atomes d’antihydrogène créés |
| Question centrale | Pourquoi l’univers est composé presque entièrement de matière ? |
| Modèle de référence | Modèle Standard de la physique des particules |
| Prochaine expérience | PUMA — étude de la structure de noyaux exotiques |
| Principe testé | Principe d’Équivalence Faible (accélération gravitationnelle) |
| Site de référence | home.cern |
C’est là qu’entrent en scène les expériences ALPHA-g et BASE-STEP, deux collaborations scientifiques basées au CERN qui ont produit, en 2023 et en mars 2026 respectivement, des résultats qui ont circulé dans les milieux scientifiques avec une attention inhabituelle pour un domaine aussi technique. ALPHA-g s’est posé une question que les physiciens portaient depuis des décennies : l’antimatière tombe-t-elle vers le haut ou vers le bas dans un champ gravitationnel ? Si elle avait répondu différemment à la gravité que la matière ordinaire, cela aurait pu expliquer en partie la dissymétrie observée dans l’univers. La réponse, confirmée en 2023, est décevante dans un certain sens et fascinante dans un autre : l’antihydrogène tombe vers le bas, exactement comme la matière ordinaire. La gravité ne fait pas de différence apparente.
Pour obtenir ce résultat, les chercheurs ont piégé des atomes d’antihydrogène dans un champ magnétique de forme cylindrique — une sorte de bouteille magnétique qui empêche les antiparticules de toucher la matière et de s’annihiler. Ils ont ensuite affaibli progressivement ce champ, laissant les atomes s’échapper, et ont observé la position où l’annihilation se produisait. La géométrie du résultat a suffi à confirmer le sens de la chute. Ce n’est pas un exploit technologique modeste. Garder de l’antimatière piégée suffisamment longtemps pour mener une observation utile est l’une des choses les plus difficiles que la physique expérimentale ait jamais réussie à faire.
Mais la question que cette expérience laisse ouverte est peut-être plus importante que celle qu’elle a résolue. L’antihydrogène tombe vers le bas, d’accord — mais avec exactement la même accélération que la matière ordinaire ? Le Principe d’Équivalence Faible, l’un des piliers de la relativité générale d’Einstein, postule que oui. Une déviation même infime de ce principe constituerait une fissure dans l’édifice théorique qui soutient notre compréhension de la physique. Les prochaines phases de l’expérience ALPHA sont conçues précisément pour mesurer cette accélération avec une précision suffisante pour détecter de telles fissures, si elles existent.
La percée de mars 2026 est d’une nature différente, mais elle ouvre des perspectives tout aussi importantes. L’équipe BASE-STEP a réussi à transporter un piège contenant 92 antiprotons par camion à travers le campus du CERN — une distance courte, mais une démonstration de principe qui n’avait jamais été réalisée auparavant. Le CERN est actuellement le seul endroit au monde capable de créer, ralentir et piéger des antiprotons. Mais l’environnement magnétique intense du grand accélérateur crée des interférences qui limitent la précision des mesures.
En permettant de transporter l’antimatière vers des laboratoires extérieurs plus calmes, cette avancée ouvre la voie à des mesures ultra-précises qui pourraient détecter des différences infimes entre protons et antiprotons — leur moment magnétique, leur masse exacte, leur comportement dans des champs très fins. Une différence, même minuscule, pourrait suffire à expliquer pourquoi la matière a survécu et l’antimatière non.
Il est difficile de ne pas ressentir quelque chose d’assez singulier face à cette recherche : des êtres humains construits de matière ordinaire, utilisant des machines construites de matière ordinaire, cherchant à comprendre pourquoi la matière existe en piégeant son contraire dans des champs magnétiques à moins 273 degrés Celsius. L’univers est là. La question de pourquoi il est là reste, pour l’instant, sans réponse définitive. Mais les tunnels suisses continuent de tourner.
