Sommes-nous à l'aube d'une nouvelle ère en physique ? Physiciens des particules, astrophysiciens et cosmologistes attendent beaucoup des expériences qui seront bientôt menées à des énergies jamais atteintes.
Étienne Klein
Au cours de la seconde moitié du xxe siècle, les « conquérants du minuscule » que sont les physiciens des particules ont accompli des progrès spectaculaires. Ils sont parvenus à mettre sur pied une sorte de chef-d'œuvre théorique, le « modèle standard », qui a parfaitement résisté à tous les tests expérimentaux réalisés à ce jour. Mieux, ce modèle rend compte des mesures les plus précises faites grâce à des microscopes géants, les collisionneurs de particules.
Des machines à explorer le passé
Toutes les disciplines scientifiques ont aujourd'hui pris acte que les objets qu'elles étudient n'ont pas toujours été tels que nous les observons aujourd'hui. La Terre n'a pas toujours existé, et la vie n'y a pas toujours été présente. Les étoiles ne sont pas immuables : elles se forment, évoluent, se transforment. Les atomes eux-mêmes ont une histoire : l'Univers primordial, beaucoup plus dense et plus chaud que l'Univers actuel, ne contenait que des particules élémentaires furieusement agitées. Depuis, l'Univers ne cesse de se dilater et de se refroidir, à un rythme dont on a récemment constaté l'accélération. L'agglomération de particules élémentaires a d'abord engendré les protons et les neutrons, qui sont les premiers systèmes structurés à être apparus ; ces premières briques se sont ensuite assemblées pour former les premiers noyaux d'atomes, lesquels se sont associés aux électrons pour former les atomes les plus légers ; la gravitation a rassemblé cette matière éparse pour former les étoiles dont la lumière a inondé peu à peu l'Univers, et les réactions nucléaires se déroulant en leur sein ont engendré la plupart des noyaux atomiques.
L'Univers n'a donc pas cessé d'évoluer. Il se structure par une métamorphose continuelle. Mais, contrairement à ce qu'on a longtemps pensé, ce fait n'implique nullement que les lois physiques aient...