For more than 10 years, la mesure des propriétés magnétiques d’un muon (sorte de cousin éphémère de l’électron) diffère des prédictions théoriques, suggérant un écart potentiel dans le modèle standard de physique des particules 2 et en proposant une physique plus étrange le 7 avril 2021, le premier résultat de l’expérience du Laboratoire Fermi “Muon g-2”, qui mesure l’une de ces propriétés du muon appeléemoment magnétique”, est révélé.

Si la France n’est pas directement impliquée dans cette expérience, l’équipe du CNRS 3 a joué un rôle critique dans le calcul de la prédiction théorique choisie comme référence 4 sans laquelle aucune conclusion ne pourrait être tirée pour déterminer la contribution, dite polarisation du vide hydronique , ce qui limite actuellement la précision du calcul, cette équipe utilise des mesures prises à partir de collisionneurs d’électrons et de positons Cette approche précise, qui ne repose que sur la précision des mesures, est développée et améliorée par cette équipe depuis plus de 20 years, faisant la différence avec la mesure expérimentale du moment magnétique du muon.

Une autre méthode a été suivie récemment par une autre équipe comprenant des chercheurs du CNRS5, qui révèle dans Nature le résultat de son calcul de cette contribution, mais elle réduit l’écart avec la valeur expérimentale connue à ce jour si bien que le modèle standard peut ne pas ont eu son dernier mot! Pour atteindre ce résultat, les scientifiques ont calculé cette contribution dès le début, c’est-à-dire en utilisant uniquement les équations du modèle standard, sans paramètres supplémentaires. Avec environ un milliard de variables en place, plusieurs supercalculateurs européens parallèles à grande échelle étaient nécessaires pour répondre à cet énorme défier. For the first time, un tel calcul entre précisément en concurrence avec l’approche de référence qui donne des valeurs pour le moment magnétique du muon loin de la valeur mesurée.

Pour prendre une décision définitive, il faudra attendre que le résultat de ce calcul théorique soit confirmé par les autres équipes et comprendre ensemble la source des différences entre les deux approches théoriques. Les équipes du CNRS sont actuellement confrontées à ce problème. Leur espoir, grâce à une combinaison d’approches, est d’obtenir une nouvelle prédiction de base théorique précise. De quoi décider du sort du modèle standard dans quelques années, lorsque les résultats finaux de l’expérience du Laboratoire Fermi “Muon g-2” seront publié. Une expérience avec des objectifs similaires, menée au Japon.

Le moment magnétique anormal du muon dans le modèle standard, T. Aoyama et al (y compris Michel Davier et Laurent Lellouch), Physics Reports, 3 December 2020 DOI: 101016 / davisrib 202007006

La contribution hadronique pionnière au moment magnétique des muons du réseau QCD, Sz Borsani, Z-Fodor, J. Les Guinther, C. Holbling, SD Katz, El Lelouch, T. Liebert, K ​​Miura, El Parato, KK Szabo, P Stokes, B c.Toth, CS Turok, El Farnhorst Nature, 8 avril 2021 DOI: 101038 / s41586-021-03418-1

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Muon, particle physics, elementary particles

News – FR – Particle physics: les muons nous mèneront-ils à une nouvelle physique?

Source: https://www.cnrs.fr/fr/physique-des-particules-les-muons-nous-meneront-ils-vers-une-nouvelle-physique

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