Nullius In Verba
  • Une nouvelle particule hypothétique pourrait solutionner 2 problèmes majeurs de la physique des particules

    Posté le 15 septembre 2016

    particule_hypothetique

    Dans un article publié dans Physical Review Letters, les physiciens Yu-Sheng Liu, David McKeen, et Gerald A. Miller de l’University of Washington à Seattle ont émis l’hypothèse d’une nouvelle particule.

    Cette hypothèse est très attrayante parce qu’elle pourrait solutionner 2 problèmes majeurs : l’énigme du rayon du proton et une divergence dans les mesures du moment magnétique anomal du muon qui diffèrent des prédictions du Modèle Standard de manière significative.

    Les physiciens décrivent cette nouvelle particule hypothétique comme un boson scalaire électrophobique. Il y a actuellement 5 bosons dans le Modèle Standard dont un seul est scalaire (le boson de Higgs), ce qui signifie qu’il a un spin de 0. Ces 5 bosons ont été confirmés expérimentalement. Ce sont des porteurs de force qui jouent un rôle dans la cohésion de la matière.

    Une des caractéristiques de cette nouvelle particule hypothétique est que, malgré le fait qu’elle devrait se lier aux protons et aux neutrons, elle ne se lierait que très faiblement ou pas du tout aux électrons, la rendant “électrophobique”. Cette propriété permettrait à la particule de résoudre les 2 problèmes cités précédemment.

    Le problème de l’énigme du rayon du proton est que le rayon du proton semble avoir une taille différente selon la particule qui l’orbite : lorsque c’est un électron il est légèrement plus grand que lorsque c’est un muon (le muon est 200 fois plus lourd que l’électron). En assumant qu’il ne s’agisse pas d’une erreur de mesure, les résultats pourraient pointer vers l’existence d’une force fondamentale inconnue qui rapproche les protons et les muons mais n’agit pas entre les protons et les électrons.

    Le principe de l’universalité des leptons est un pilier du Modèle Standard : tous les leptons, qui incluent les électrons et les muons, devraient se comporter de la même manière. Cette particule hypothétique viole ce principe puisqu’elle n’interagit pas de la même manière avec les électrons et les muons.

    Le 2ème problème implique le moment magnétique anomal du muon, qui est une mesure de la manière dont les effets quantiques contribuent au moment magnétique d’une particule. La mesure la plus précise est en désaccord avec le Modèle Standard avec une déviation standard de plus de 3 sigma. Encore une fois, les physiciens pensent qu’il s’agit soit d’une indication d’une physique au delà du Modèle Standard, soit d’un problème de mesure. La nouvelle particule hypothétique suggère que les problèmes du proton et du muon pourraient être liés.

    Les physiciens soulignent qu’ils ne font aucune hypothèse sur cette particule hypothétique autre que le fait qu’elle pourrait expliquer ces énigmes. En contraignant la masse de cette particule en utilisant les données de précédentes expériences, les physiciens prédisent que sa masse devrait se situer entre 100 keV et 100 MeV.

    En utilisant les données des précédentes expériences, les physiciens ont identifié 2 régions (A et B) dans lesquelles chercher la nouvelle particule (Voir image en début d’article)

    Malgré le fait que de précédentes expériences ont déjà exploré une partie cette zone, 2 régions inexplorées ont été identifiées.

    Ce travail des physiciens leur a permis de développer de nouveaux outils théoriques qui les aideront à rechercher d’autres types de bosons.

    Source : Phys.org

    Laisser une réponse