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  • Le Muon : une clef qui nous ouvrira la porte d’une nouvelle physique ?

    Posté le 15 juin 2012

    Certains chercheurs testent les modèles mathématiques qui prédisent le comportement des muons. C’est lorsque les prédictions et les résultats expérimentaux diffèrent que les découvertes sont faites.

    Les scientifiques s’intéressent particulièrement à la détermination de la précession (ou oscillation) des muons dans des champs magnétiques.

    « Les particules se comportent un peu comme des toupies » explique Chris Polly qui travaille sur l’expérience g-2 du Fermilab. « Si elles sont perturbées elles commencent à osciller ». « Dans notre expérience, nous perturbons les muons en les plaçant dans un champ magnétique, en mesurant le taux d’oscillation et en le comparant à la valeur prédite ». De la même manière qu’une toupie tourne différemment selon la surface où elle se trouve, la précession du muon est influencée par son environnement subatomique.

    Il ne suffit pas d’utiliser un microscope et de regarder ce qui se passe dans le monde subatomique, explique Polly. « Nous devons utiliser des approches indirectes pour déterminer ce qui se passe. Observer la précession du muon est l’une des approches ».

    40 ans de simulations, de calculs et d’expériences ont abouti à une compréhension plutôt bonne d’une partie du monde subatomique, et les scientifiques utilisent cette accumulation de connaissances pour développer des modèles mathématiques afin de prédire les résultats expérimentaux.

    Parfois, ils tombent juste, comme pour la prédiction et la découverte du quark Charm en 1974. Mais d’autres fois ils se trompent complètement, ce qui est une indication claire que quelque chose manque à leur modèle. Les scientifiques ont connu ce cas de figure en 1933 lorsque le taux prédit de la précession du proton différait de la valeur expérimentale d’un facteur supérieur à 2. Après quelques décennies de réflexion les scientifiques du SLAC ont cassé le proton en morceaux et ont découvert qu’il était composé de quarks. La prédiction initiale était fausse car elle était basée sur l’hypothèse que le proton était une particule ponctuelle.

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  • Muons, Quarks, Neutrinos et Histoires de familles

    Posté le 11 juin 2012

    Le muon est l’une des 16 particules fondamentales qui composent l’Univers visible (toute la matière, toutes les forces, toute l’énergie). Ces particules existent dans leur propre communauté microscopique. Il y a les quarks qui se serrent les coudes; les neutrinos, loups solitaires qui ne font que passer; les leptons chargés antisociaux qui aiment avoir leur propre espace; et les bosons diplomatiques, médiateurs de chaque interaction.

    Pour déchiffrer la dynamique de cette communauté, les scientifiques utilisent les muons pour étudier les comportements et caractéristiques des particules. Ils pensent que les muons pourraient nous aider à éclairer la relation entre les familles (ou générations) de la matière.

    La matière est divisée en 3 générations. Chaque quark est jumelé avec un autre quark correspondant : up/down, charm/strange, top/bottom. Et chaque lepton chargé a un ami neutrino qui l’accompagne : l’électron a le neutrino électron, le muon a le neutrino muon et le tau a le neutrino tau.

    Dans le monde des quarks, un membre d’une famille peut facilement se transformer en un autre. Chaque fois qu’un atome subit une désintégration beta, dans laquelle un neutron se transforme en proton, un quark « down » se transforme en quark « up ».

    Certains quarks se transforment en quarks qui ne sont pas de leur famille. Le quark « strange », par exemple, se désintègre presque toujours en un quark « up » plus léger qui n’est pas de la même famille.

    A la fin des années 1990, les scientifiques ont découvert les quarks n’étaient pas les seuls à subir cette transformation. Les neutrinos font la même chose.

    « Les quarks le font, les neutrinos le font… Est-ce que les muons le font aussi ? » demande Bob Bernstein, un physicien expérimental du Fermilab. « Nous pensons que c’est possible, mais nous ne savons vraiment pas »

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  • Etudier les muons. Une course contre le temps ?

    Posté le 11 juin 2012

    Bien que le muon soit l’une des particules subatomiques les plus accessibles, il possède certaines caractéristiques qui le rendent énigmatique et passionnant.

    Les muons sont environ 200 fois plus lourds que les électrons. Cette masse importante qui les rend intéressants, les rend également instables. Tandis que les électrons vivent éternellement, les muons n’existent que pendant 2 microsecondes (2 millionièmes de seconde) avant de se désintégrer.

    Mais, pour les physiciens des particules qui travaillent avec des particules voyageant à une vitesse proche de celle de la lumière, 2 microsecondes c’est pour ainsi dire une éternité.

    Les physiciens gagnent du temps en accélérant les particules. Lorsque des particules à l’intérieur des accélérateurs se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière, la théorie de la relativité de Einstein entre en jeu et leur permet de vive plus longtemps que ce que la mécanique classique prédit.

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  • Le Mystère des Muons

    Posté le 10 juin 2012

    Le muon, cousin de l’électron, pourrait être la clé de la compréhension des relations entre les autres particules fondamentales.

    Dans les années 1930, les scientifiques pensaient avoir perçé tous les secrets de la matière. La matière était constituée d’atomes; les atomes se résumaient à des protons, neutrons et électrons; et c’était tout.

    Et puis, en 1936, ils ont découvert le muon, un cousin étonnamment lourd de l’électron qui n’avait apparemment aucune autre raison d’être que de déconcerter les scientifiques. La découverte du muon était tellement inattendue que Isidor Isaac Rabi, qui allait devenir Prix Nobel de Physique en 1944, avait déclaré : « Qui a commandé ça ? ».

    76 ans plus tard, une grande partie du mystère entourant le muon s’est dissipée. Les scientifiques ont calculé sa masse à 8 décimales près, connaissent sa demi-vie (période radioactive) à une picoseconde près et ont même découvert des moyens pour le manipuler. Malgré tout, de nombreux scientifiques pensent qu’il y a encore beaucoup à découvrir sur le muon.

    « Il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas au sujet des interactions fondamentales et du monde subatomique, et nous pensons que le muon pourrait bien avoir les réponses » explique Mark Lancaster, professeur à l’University College London.

    Sur les 16 particules du Modèle Standard, le muon est devenu l’objet des recherches de plus en plus de scientifiques qui cherchent à la fois à comprendre ses propriétés uniques et à l’utiliser comme sonde du reste du monde subatomique.

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  • Sous le ciel nocturne de Namibie

    Posté le 8 juin 2012

    Le ciel nocturne de Namibie est l’un des plus beaux du monde, après celui du Chili et de l’Australie.

    Cette vidéo timelapse de 13 minutes a été réalisée par Lorenzo Comolli entre le 24 août et le 3 septembre 2011 à la « Tivoli Farm »

    Il est recommandé de regarder cette vidéo dans la plus haute résolution possible (1080p, ou bien 720p)