Les scientifiques du Centre européen pour la recherche nucléaire (CERN) ne sont pas restés à l'écart du boom de l'intelligence artificielle (IA) et ont commencé à l'utiliser pour analyser des données scientifiques. L'une des découvertes faites grâce à cette technologie moderne est que la quantité de matière et d'antimatière dans l'univers n'est pas égale.
Depuis la découverte de l'antimatière, les scientifiques pensent que l'univers est en équilibre et que les quantités de matière et d'antimatière sont égales, ce qui est une condition préalable à l'équilibre de l'énergie dans l'univers. Mais il semble que cette règle fondamentale soit erronée.
Les scientifiques sont parvenus à la conclusion que lors du Big Bang, il y a 13,8 milliards d'années, des quantités égales de matière et d'antimatière ont effectivement été créées. Cependant, il semble que l'équilibre des forces dans la nature n'ait pas été maintenu pendant tout ce temps, et que la quantité de matière l'emporte aujourd'hui largement sur la quantité d'antimatière.
Les physiciens des particules ont tenté d'expliquer cette divergence à l'aide du modèle standard, mais ces explications n'ont pas donné de résultats, de sorte que l'étude de cette asymétrie se poursuit.
Qu'est-ce que le mélange de mésons ?
Au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN, les scientifiques ont observé des mésons, particules subatomiques composées d'un nombre égal de quarks et d'antiquarks, se désintégrer en particules plus légères, se transformer en antimésons et inversement, selon un processus appelé mélange de mésons.
Les chercheurs se sont demandé si le processus de conversion des mésons en antimésons différait du processus inverse. Ils ont donc voulu compter le nombre de particules avant la désintégration et le comparer au ratio à différents moments du processus de mélange.
Pour ce faire, les scientifiques du CERN ont dû identifier avec précision les mésons des antimésons au LHC. Ils ont utilisé une approche appelée marquage de saveur, qui a été mise en œuvre à l'aide d'un algorithme d'intelligence artificielle avancé.
Pourquoi l'intelligence artificielle était-elle nécessaire ?
Les scientifiques du CERN ont utilisé un algorithme d'intelligence artificielle pour traiter un échantillon contenant 500 000 désintégrations du méson étrange et beau en une paire de muons et de kaons chargés. Le méson étrange et beau est composé d'un quark étrange et d'un antiquark inférieur, tandis que le muon est très semblable à l'électron mais pèse 207 fois plus. Le kaon est également un type de méson.
L'algorithme d'intelligence artificielle utilise une technique appelée réseau neuronal graphique. Il peut déterminer avec précision les caractéristiques en recueillant des informations sur les particules qui entourent l'étrange et magnifique méson et sur celles qui sont formées à partir de lui.
Les données relatives à 500 000 désintégrations proviennent du deuxième cycle du LHC, que les chercheurs ont ensuite combiné avec les données du premier cycle. Si la symétrie de la matière et de l'antimatière existait, le résultat net de ces mesures aurait dû être égal à zéro. Or, le résultat net n'était pas nul et était similaire aux prédictions du modèle standard.
En outre, les résultats sont cohérents avec les données d'autres expériences du CERN, telles que ATLAS et LHCb. Le communiqué de presse précise également que les résultats sont exactement comparables aux expériences réalisées avec LHCb, un détecteur conçu pour effectuer des mesures précises.
Les résultats obtenus lors de ces expériences sont également statistiquement significatifs, puisqu'ils atteignent le seuil de trois sigmas couramment utilisé par les chercheurs. Le communiqué de presse ajoute qu'il s'agit de la première preuve de la violation de CP dans la désintégration d'un méson étrange magnifique.
