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  • Le Mystère du Rayon du Proton Persiste

    Posté le 14 août 2016

    Proton-illustrationUne équipe de chercheurs répartis dans le monde entier a réitéré des expériences menées il y a plusieurs années. Ces expériences montraient que, lorsqu’un muon était en orbite autour d’un proton, son rayon n’était pas le même que lorsqu’il s’agissait d’un électron. Cette fois-ci les chercheurs ont utilisé un noyau de Deutérium et en sont arrivés à la même conclusion.

    Depuis un certain temps les scientifiques calculaient le rayon d’un proton (0.88 ± 0.01 femtomètres) en utilisant la charge de l’électron qui orbite autour de son noyau. Mais en améliorant la précision des mesures, en utilisant des muons chargés négativement (qui orbitent plus près du noyau), des chercheurs du Max Planck Institute ont découvert en 2010 que le noyau avait un rayon différent que celui qui était considéré comme sa valeur officielle.

    Cela a estomaqué les physiciens parce que cela signifie qu’il y a une erreur qui se cache quelque part dans le Modèle Standard. Depuis ces 6 dernières années les chercheurs ont proposé plusieurs théories qui pourraient résoudre cette énigme, dont la plupart tentaient de préserver le Modèle Standard, mais leurs efforts ont été vains. Le mystère persiste.

    Dans cette dernière tentative les chercheurs en ont appris plus grâce à l’ajout d’un élément : un neutron qui est présent dans le deutérium. Ils pensaient que la présence de ce neutron changerait la manière dont les électrons et les muons perçoivent la charge du proton. Leurs résultats indiquent que la mesure qu’ils ont effectuée est encore différente de celle effectuée avec un électron et un proton (avec une déviation d’approximativement 7.5 sigma).

    Les résultats de l’équipe n’offrent aucune nouvelle explication pour la mesure des écarts, cela reste un mystère. Mais ils offrent quelques pistes possibles pour réaliser des études plus approfondies (des moyens d’améliorer les mesures et forcer les muons à interagir avec les protons pour voir s’il pourrait s’agir d’une force encore inconnue, par exemple)

    Pour cette expérience c’est du deutérium muonique (atome exotique formé d’un deutéron et d’un muon chargé négativement) qui a été utilisé.

    Le deutérium est un isotope naturel de l’hydrogène. Son noyau atomique, appelé deuton ou deutéron, possède un proton et un neutron.

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