Une étude, dont les résultats intitulés «A light particle solution to the cosmic lithium problem» sont publiés dans la revue Physical Review Letters et disponibles en pdf sur arxiv.org, a permis de montrer qu'une nouvelle particule est, pour l'instant, en mesure de résoudre d'un point de vue théorique l’énigme de l'abondance du lithium cosmologique.

Rappelons tout d'abord que la théorie de la nucléosynthèse primordiale, qui «est l’un des trois piliers de la théorie du Big Bang», permet «de calculer les abondances relatives de l’hydrogène et de l’hélium dans l’univers et prévoit aussi la présence de noyaux de lithium». Or, il est apparu, «depuis plus d’une décennie environ», que les étoiles semblent «contenir trois fois moins de lithium 7» que ce que prévoyait cette théorie.

Comme aucune solution entièrement satisfaisante à ce problème n'a été fournie jusqu'ici, l'étude ici présentée propose de tester l’existence d’une nouvelle particule, qui, pour l'instant, apparaît en mesure de résoudre, d'un point de vue théorique, l’énigme du lithium cosmologique.

Cette particule, qui serait électriquement neutre et qui possèderait une masse de l’ordre de 1,6 à 20 MeV, serait capable «de dissocier aussi bien les noyaux de deutérium que de béryllium 7», ce qui produirait des réactions qui aboutiraient à générer la bonne quantité de lithium 7 et à être en accord avec l'ensemble des observations, tout ne modifiant pas «de manière notable les abondances des autres noyaux calculées avec la théorie standard de la nucléosynthèse».

Une piste pour tester cette théorie pourrait provenir de l'hypothèse que cette particule serve «de médiateur à des interactions entre particules de matière noire»: en effet, «certaines observations au niveau des galaxies laissent penser» que cette auto-interaction puisse exister et qu’elle correspondrait «à une nouvelle particule dont la masse serait d'entre 10 et 30 MeV».