Des chercheurs de l’UZH et du CERN viennent de publier de nouveaux résultats fascinants Selon la collaboration de recherche internationale qui mène l’expérience de la beauté du grand collisionneur de hadrons (LHCb), les dernières mesures renforcent les indices d’un écart par rapport aux attentes théoriques. S’ils sont confirmés, les résultats pointent vers la physique au-delà du modèle standard, comme une nouvelle force fondamentale

Lorsque des quarks de beauté sont produits lors de la collision de faisceaux de protons à haute énergie dans le grand collisionneur de hadrons – l’accélérateur de particules du CERN à Genève – ils se désintègrent presque immédiatement sur place Les chercheurs de l’expérience de beauté du grand collisionneur de hadrons (LHCb) reconstituent les propriétés des particules composites en fonction de leurs produits de désintégration Selon les lois établies de la physique des particules – le soi-disant modèle standard – on s’attend à ce que les quarks de beauté se désintègrent avec la même probabilité dans un état final avec des électrons et des muons, les frères et sœurs d’électrons beaucoup plus lourds. Cependant, depuis 2014, des mesures au LHC suggèrent que cette «universalité leptonique» peut être violée dans certaines désintégrations Dans ces désintégrations, le rapport de production des deux types de particules est différent de la prédiction théorique d’un

Les membres du groupe dirigé par Nicola Serra, professeur au Département de physique de l’Université de Zurich (UZH), font partie de la petite équipe de recherche qui a travaillé directement sur la mesure Dans la dernière analyse LHCb, le rapport des produits de désintégration contenant des électrons et des muons a été déterminé avec une bien meilleure précision par rapport aux mesures précédentes, en utilisant toutes les données collectées jusqu’à présent par le détecteur LHCb. Le résultat indique la preuve d’un écart par rapport au rapport de un – et donc d’une rupture de «l’universalité du lepton» dans les désintégrations des quarks de beauté avec une probabilité d’environ 0,1% que les données soient compatibles avec la prédiction théorique Si elle est confirmée, cette violation impliquerait une physique au-delà du modèle standard comme une nouvelle force fondamentale en plus des quatre fondamentales: la gravité, l’électromagnétisme, les interactions nucléaires faibles responsables de la radioactivité et les forces nucléaires fortes qui maintiennent la matière ensemble.

«Le modèle standard règne en maître depuis des décennies Notre travail en tant qu’expérimentalistes est de le tester de plus en plus précisément et de voir s’il peut survivre à l’examen approfondi », déclare Patrick Owen, chercheur senior à l’UZH, qui a joué un rôle de premier plan dans l’analyse. En physique des particules, les observations deviennent de véritables découvertes si la probabilité d’erreur, compte tenu de toutes les erreurs connues, est inférieure à un sur trois millions ou 0,00003%, ce qui ajoute à la prudence du chercheur. «Donc, il est trop tôt pour tirer une conclusion définitive Cependant, cet écart est en accord avec un schéma d’anomalies qui se sont manifestées au cours de la dernière décennie », déclare Nicola Serra «Heureusement, la collaboration LHCb est bien placée pour clarifier l’existence potentielle de nouveaux effets physiques dans ces désintégrations Nous avons juste besoin de beaucoup plus de mesures connexes à l’avenir », conclut-il

Le résultat a été présenté aujourd’hui pour la première fois à la conférence Moriond sur les interactions électrofaible et les théories unifiées, et lors d’un séminaire en ligne au CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire à Genève

Collaboration LHCb: R Aaij et Al Test de l’universalité du lepton dans les désintégrations de quarks de beauté arXivorg 23 mars 2021 https: // arxivorg / abs / 210311769

L’expérience LHCb est l’une des quatre grandes expériences au Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN à Genève Il est conçu pour étudier les désintégrations de particules contenant un quark de beauté, le quark ayant la masse la plus élevée formant des états liés Les mesures de précision résultantes des différences matière-antimatière et des désintégrations rares des particules contenant un quark de beauté permettent des tests sensibles du modèle standard de physique des particules.

Des groupes de recherche de l’UZH et de l’EPFL sont membres de la collaboration LHCb depuis 1999 Ils ont apporté une contribution importante à la conception et à la construction du détecteur LHCb et participent à ses mises à niveau. Celles-ci seront essentielles pour collecter les statistiques nécessaires pour savoir si les anomalies observées dans les désintégrations des quarks de beauté sont bien réelles. Depuis le début de la prise de données en 2009, le groupe UZH de Nicola Serra a joué un rôle de premier plan dans les mesures de désintégration de particules contenant des quarks de beauté

L’équipe UZH collabore également étroitement avec deux groupes UZH travaillant sur la description théorique de ces phénomènes Le professeur Gino Isidori travaille sur l’interprétation théorique de ces désintégrations, traitant des questions ouvertes sur la nature des constituants de base de la matière et leurs interactions fondamentales Andreas Crivellin, professeur du FNS à l’UZH et basé à l’Institut Paul Scherrer (PSI) étudie les implications possibles de ces résultats pour d’autres expériences Ensemble, les équipes de recherche de l’UZH combinent avec succès théorie et expérience dans la recherche actuelle en physique des particules

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News – FR – Nouveaux résultats, défi de la théorie de pointe en physique

Source: https://www.miragenews.com/new-results-challenge-leading-theory-in-physics-532842/

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