Une équipe internationale a initié l'expérience MACE pour détecter une rare transformation du muonium en son équivalent antimatière, l'antimuonium. Ce processus, s'il est observé, défierait le Modèle standard de la physique des particules en violant la conservation de la saveur leptonique. Le projet vise à améliorer considérablement les recherches précédentes menées il y a plus de deux décennies.
Dirigée par des chercheurs de l'Université Sun Yat-sen et de l'Institut de physique moderne de l'Académie chinoise des sciences, l'expérience MACE cible un événement insaisissable où le muonium — un système éphémère d'un muon positif lié à un électron — se convertit spontanément en antimuonium. Une telle découverte signalerait une nouvelle physique au-delà du Modèle standard, révélant potentiellement des forces ou particules inconnues à des échelles d'énergie élevées. L'équipe de recherche décrit la conversion comme « une sonde propre et unique de nouvelle physique dans le secteur leptonique ». Ils soulignent sa sensibilité à des modèles spécifiques, notant : « Contrairement à d'autres processus de violation de saveur leptonique chargée, cette conversion est sensible aux modèles ∆Lℓ = 2 qui sont fondamentalement distincts et pourraient révéler une physique inaccessible à d'autres expériences ». La dernière tentative d'observer cet effet a eu lieu en 1999 à l'Institut Paul Scherrer en Suisse. MACE vise à améliorer la sensibilité de plus de cent fois, ciblant des probabilités de conversion autour de 10^{-13}. Cela nécessite des innovations comme un faisceau de muons de surface à haute intensité, une cible en aéro gel de silice pour la production de muonium, et des détecteurs avancés pour distinguer les signaux du bruit de fond. « Notre conception intègre des faisceaux avancés, une cible de production de muonium et une technologie de détection pour isoler le signal des fonds redoutables », déclare l'équipe. « Cela fait de MACE l'une des expériences à basse énergie les plus sensibles à la recherche de violation de saveur leptonique ». Dans sa phase I initiale, MACE explorera également d'autres désintégrations rares, comme muonium en deux photons et muon en électron plus deux photons, avec une précision inédite. Un résultat positif pourrait révéler une physique à des énergies de 10 à 100 TeV, comparables à celles des collisionneurs prévus. Au-delà des connaissances fondamentales, les technologies de l'expérience — y compris les systèmes de positrons à basse énergie et les détecteurs haute résolution — promettent des applications en science des matériaux et en recherche médicale. Hébergée dans l'écosystème de recherche de Huizhou, aux côtés d'installations comme l'Installation d'accélérateur d'ions lourds à haute intensité et le Système chinois piloté par accélérateur, MACE renforce le rôle de la Chine en physique des particules mondiale. Comme l'équipe le dit : « Nous ne construisons pas seulement une expérience ; nous ouvrons une nouvelle fenêtre sur les lois de la nature ».
