Nucleosynthese primordiale
A. Coc (CSNSM - Orsay)
11h LPC seminar room (105)
a coffee will be served 15mn before
La nucléosynthèse primordiale (BBN) qui s’est déroulée dans les minutes suivant le Big-Bang a formé les éléments chimiques les plus légers : 4He, D, 3He et 7Li. Elle constitue, aux côtés de l'expansion de l'univers et du rayonnement cosmologique fossile (CMB), l'un des trois piliers de la théorie du Big-Bang.
On peut rappeler que dans les années soixante-dix, la BBN a permis une première détermination de la densité baryonique de l’Univers et de donner une limite supérieure au nombre de familles de neutrinos. Elle a maintenant été supplantée par, respectivement, l’observation des anisotropies du CMB par WMAP, et par les expériences au LEP. Néanmoins, alors que le nombre de paramètres libres du modèle standard de la BBN a été réduit à zéro, elle reste un outil essentiel pour contraindre la physique qui prévalait durant les premières minutes de l’Univers : théories de la gravitation, « variation des constantes », particules exotiques,…
Cependant, alors que l’accord entre calculs et observation est bon pour 4He, D, 3He il reste un écart, encore inexpliqué, d'un facteur de 3-5 pour le et 7Li. Des solutions à ce problème ont été proposées, impliquant la physique stellaire ou des modèles non standard du Big-Bang, mais d'abord, les solutions possibles de la physique nucléaire doivent être étudiée.
Les énergies considérées sont suffisamment grandes pour que les sections efficaces des réactions nucléaires de la BBN soient en général mesurables en laboratoire. Une exception notable est celle des réactions assurant initialement l’équilibre entre protons et neutrons, dont les sections efficaces proviennent de la théorie électrofaible, mais normalisées à la durée de vie du neutron.
Au delà, la nucléosynthèse primordiale d’isotopes mineurs dans ce contexte, 6Li (quelques observations) et surtout de CNO (évolution des toutes premières étoiles) requiert un réseau de plus de 400 réactions, dont un certain nombre pour lesquelles très peu de données expérimentales sont disponibles.
