Les scientifiques du Grand collisionneur de hadrons près de Genève viennent peut-être de casser la physique des particules – après avoir détecté un signal anormal pas à la hauteur de la norme modèle, et faisant allusion à une nouvelle force de la nature, selon une étude partagée dans un serveur de pré-impression et confirmée sur le site officiel du CERN

L’expérience du grand collisionneur de hadrons (LHCb) au CERN a officiellement annoncé de nouvelles découvertes suggérant une violation du modèle standard en physique des particules Cela provient d’une analyse de 10 ans de données sur la façon dont les particules transitoires (ou existantes temporairement) et instables appelées mésons B se désintègrent en formes de matière plus conventionnelles, comme les électrons.

Plus précisément, les nouvelles découvertes suggèrent une possible violation de l’universalité de la saveur leptonique – qui a été annoncée lors de la conférence Moriond sur les interactions électrofaible des théories unifiées, en plus d’un séminaire en ligne du CERN organisé par l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire

Le modèle standard fonde notre compréhension scientifique du monde subatomique et soutient que les particules auront tendance à se décomposer en produits comme des électrons exactement au même rythme que dans des particules plus lourdes très similaires à un électron – appelées muons.

Cependant, de nouvelles découvertes du CERN suggèrent que quelque chose de bizarre se passe Au lieu de se désintégrer conformément au modèle standard et de produire des muons et des électrons à la même vitesse, les mésons B tendent vers la production d’électrons, comme si c’était le résultat préféré.

« Nous nous attendrions à ce que cette particule se désintègre dans l’état final contenant des électrons et l’état final contenant des muons au même rythme que l’autre », a déclaré Chris Parkes, physicien expérimental des particules, de l’Université de Manchester dans un rapport de The Guardian. « Ce que nous avons est un indice intrigant selon lequel ces deux processus ne se produisent peut-être pas au même rythme, mais ce n’est pas concluant. »

En physique quantique, la nouvelle découverte a une signification de 31 sigma, ce qui signifie que sa probabilité d’exactitude est d’environ un sur 1000 Pour ceux qui sont moins familiers avec la physique quantique, cela peut sembler prometteur, mais en général, les physiciens des particules hésitent à sauter le pistolet jusqu’à ce qu’une nouvelle découverte atteigne cinq sigma, alors que les chances que les résultats soient un coup de chance ne sont que d’une sur quelques millions.

« C’est un indice intrigant, mais nous avons déjà vu des sigmas aller et venir », a déclaré Parkes « Cela arrive étonnamment fréquemment »

En physique des particules, le modèle standard décrit comment les particules et les forces gouvernent l’univers subatomique La théorie a été construite au coup par coup au cours du dernier demi-siècle et aide les scientifiques à décrire comment des particules élémentaires appelées quarks construisent des neutrons et des protons dans les noyaux atomiques. Il explique également comment les deux composants des noyaux lorsqu’ils sont combinés avec des électrons composent toute la matière conventionnelle

La physique des particules comprend trois des quatre forces fondamentales de la nature: la force faible responsable des réactions nucléaires à l’intérieur du soleil et l’électromagnétisme; une force forte liant les noyaux atomiques ensemble

Malheureusement, le modèle standard n’explique pas tout Il existe toujours une quatrième force dans l’univers, probablement plus familière: la gravité, qui – bien qu’incroyablement puissante à l’échelle colossale des trous noirs – ne parvient pas à représenter environ 95% de l’univers que les physiciens soupçonnent d’être composé de tout autre chose.

Le consensus était et demeure que la majeure partie de l’univers est faite d’énergie sombre, une force cosmique responsable de pousser l’expansion de l’univers pendant toute sa durée de vie, et aussi de matière noire – une substance insaisissable qui retient le réseau cosmique de matière ensemble – comme un squelette invisible

Cependant, cette découverte possible récente a à voir avec la physique des particules Et «[s] il s’avère, avec une analyse supplémentaire des processus supplémentaires, que nous avons pu le confirmer, ce serait extrêmement excitant», a déclaré Parkes Cela jetterait une nouvelle ombre sur le modèle standard et créerait une nécessité pour quelque chose de supplémentaire dans la théorie fondamentale de la physique des particules, a-t-il ajouté.

Et Parkes pense que cette dernière recherche, combinée à d’autres résultats similaires de l’expérimentation des mésons B, crée une possibilité plus convaincante

« Je dirais qu’il y a une excitation prudente », a déclaré Parkes «Nous sommes intrigués car non seulement ce résultat est assez significatif, mais il correspond au modèle de certains résultats antérieurs du LHCb et d’autres expériences dans le monde. »

« Il pourrait y avoir une nouvelle force quantique qui ferait en sorte que les mésons B se décomposent en muons au mauvais rythme », a déclaré le professeur de physique théorique Ben Allanach de l’Université de Cambridge. « Il les colle ensemble et les empêche de se désintégrer en muons au rythme auquel nous nous attendions. »

« Cette force pourrait aider à expliquer le modèle particulier des différentes masses de particules de matière », a ajouté Allanach Bien que cela n’ait pas encore été confirmé, la physique des particules évolue et avec elle – la forme d’une théorie unificatrice fondamentale de la physique

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CERN, Physique, grand collisionneur de hadrons, modèle standard

Actualités – FR – Au-delà du modèle standard: le CERN a peut-être découvert une nouvelle force de la nature

Source: https://interestingengineering.com/beyond-the-standard-model-cern-quantum-physics-b-mesons

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