Selon une étude publiée le 5 janvier 2026 par l'Institut Henryk Niewodniczanski de Physique Nucléaire de l'Académie Polonaise des Sciences, des physiciens ont découvert un ordre inattendu au sein de l'environnement apparemment chaotique des collisions de protons à haute énergie au Grand collisionneur de hadrons (LHC). La recherche remet en question les hypothèses précédentes concernant la transition des quarks et des gluons en particules ordinaires après une collision, révélant que l'entropie, ou degré de désordre, reste constante tout au long du processus.

Les résultats découlent d'un modèle de collision amélioré qui reflète plus fidèlement les données expérimentales du LHC. Les chercheurs avaient prévu que la transition d'un état dense et bouillonnant de quarks et de gluons à des particules ordinaires modifierait l'entropie du système. Cependant, le nouveau modèle démontre que l'entropie des quarks et des gluons en interaction est pratiquement identique à l'entropie des hadrons, particules subatomiques composites, qui émergent de la collision.

"Ce résultat inattendu s'avère être une empreinte directe de la mécanique quantique à l'œuvre", a déclaré l'institut dans son communiqué. L'entropie constante suggère que la mécanique quantique joue un rôle plus important dans ces interactions à haute énergie qu'on ne le pensait auparavant.

Les collisions de protons à haute énergie, telles que celles qui se produisent au LHC, créent un environnement extrême où les quarks et les gluons, les éléments constitutifs fondamentaux de la matière, sont brièvement libérés des protons. Cela crée une mer de particules en ébullition, y compris des particules virtuelles de courte durée. La compréhension de ce processus est cruciale pour sonder les forces fondamentales de la nature et la structure de la matière.

Le modèle de collision amélioré intègre des algorithmes avancés et des techniques de calcul pour simuler les interactions complexes au sein des collisions de protons. Cela permet aux physiciens d'analyser les données avec une plus grande précision et d'identifier des schémas subtils qui étaient auparavant masqués. Le fait que le modèle s'aligne si étroitement sur les données expérimentales apporte un soutien important à la conclusion que l'entropie reste inchangée.

Les implications de cette découverte dépassent le cadre de la physique fondamentale. La compréhension de la dynamique des collisions à haute énergie peut potentiellement éclairer les progrès dans d'autres domaines, tels que la science des matériaux et l'énergie nucléaire. La capacité de modéliser avec précision ces systèmes complexes repose fortement sur des algorithmes d'IA sophistiqués, qui sont continuellement affinés pour améliorer la précision et l'efficacité des simulations.

Les chercheurs prévoient d'affiner davantage le modèle de collision et d'explorer les implications de l'entropie constante dans d'autres expériences de physique des hautes énergies. Ils visent également à étudier le rôle de l'intrication quantique dans le maintien de l'ordre au sein de ces environnements chaotiques. La recherche en cours promet de faire la lumière sur les lois fondamentales qui régissent l'univers et sur le rôle de la mécanique quantique dans la formation du comportement de la matière à son niveau le plus élémentaire.