À Genève, sur le campus du CERN, un camion a effectué un trajet de quatre kilomètres un matin de 2024. Ce n’est pas, a priori, le genre d’événement qui mérite une attention particulière. Des camions traversent des campus de recherche tous les jours. Celui-ci transportait 92 antiprotons maintenus en vie à l’intérieur d’un dispositif cryogénique de mille kilogrammes, dans un piège magnétique supraconducteur refroidi à des températures proches du zéro absolu, à quelques millimètres seulement de toute surface matérielle. Si le piège avait failli — si les aimants avaient perdu leur champ, si la chaleur s’était infiltrée, si un choc avait désorganisé la configuration — les 92 antiprotons se seraient annihilés instantanément au contact de la matière ordinaire. Pas d’explosion au sens populaire du terme. Une désintégration immédiate, produisant une minuscule décharge de rayonnement gamma et le silence.
L’expérience BASE au CERN travaille depuis des années à affiner la mesure des propriétés de l’antimatière avec une précision croissante. L’antiproton — l’équivalent en antimatière du proton ordinaire, avec une charge opposée — est produit dans les accélérateurs du CERN, puis capturé et maintenu dans des pièges de Penning : des dispositifs qui combinent champs magnétiques et électriques pour isoler les particules de tout contact avec la matière ordinaire et les maintenir en suspension, sous vide, indéfiniment tant que les conditions sont maintenues. L’équipe BASE avait déjà réussi à conserver des antiprotons dans des pièges stationnaires pendant plus d’un an — un record de stockage en lui-même remarquable.
Ce qui n’avait jamais été fait, c’était de déplacer physiquement ces particules depuis leur site de production. Le problème est double. D’une part, le transport mécanique crée des vibrations, des chocs, des variations de champ qui peuvent déstabiliser le confinement. D’autre part, le bruit magnétique généré par les accélérateurs du CERN lui-même interfère avec les mesures de précision que l’expérience cherche à réaliser. En emportant les antiprotons à distance du site de production, l’équipe BASE voulait simultanément démontrer la faisabilité du transport et accéder à des conditions de mesure plus silencieuses.
Le piège portable développé pour ce transport est une réalisation d’ingénierie en soi. Mille kilogrammes de cryogénie, d’électronique de contrôle, de supraconducteurs et de blindage magnétique, montés sur un camion et capables de maintenir des conditions de confinement pendant le déplacement. Le trajet de quatre kilomètres à travers le campus — avec ses inévitables irrégularités de chaussée, ses vibrations de moteur, ses variations thermiques — n’a pas provoqué la moindre perte de particules. Les 92 antiprotons sont arrivés à destination. L’expérience a fonctionné.
La question scientifique que tout cela cherche à résoudre mérite d’être rappelée, parce qu’elle est fondamentale d’une façon qui dépasse largement la physique des particules. L’univers tel que nous l’observons est composé presque exclusivement de matière — protons, neutrons, électrons. L’antimatière existe, produite en quantités infimes dans des accélérateurs ou lors de certains phénomènes cosmiques, mais elle est extraordinairement rare. Or, selon les lois de la physique telles que nous les comprenons, le Big Bang aurait dû produire des quantités égales de matière et d’antimatière. Ces deux types de particules se seraient immédiatement annihilés mutuellement, ne laissant que de la lumière. Que nous soyons là à nous poser la question implique qu’il y avait une légère asymétrie — davantage de matière que d’antimatière, une partie infime qui a survécu. Comprendre cette asymétrie, c’est comprendre pourquoi quelque chose existe plutôt que rien.
L’expérience BASE cherche à mesurer les propriétés de l’antiproton avec une précision suffisante pour détecter de minuscules différences avec le proton ordinaire — différences qui, si elles existent, pourraient expliquer l’asymétrie cosmique. Plus les mesures sont précises, plus les possibilités de détecter ces différences infimes sont réelles. Et une mesure est d’autant plus précise que son environnement est calme. D’où l’idée du transport — accéder à un environnement magnétiquement plus silencieux pour mesurer plus finement.
