{"id":75152,"date":"2022-03-17T09:16:42","date_gmt":"2022-03-17T09:16:42","guid":{"rendered":"https:\/\/yogaesoteric.net\/misbehaving-subatomic-particle-may-point-to-a-fifth-force-of-nature-researchers-suggest\/"},"modified":"2022-03-17T09:21:22","modified_gmt":"2022-03-17T09:21:22","slug":"misbehaving-subatomic-particle-may-point-to-a-fifth-force-of-nature-researchers-suggest","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/yogaesoteric.net\/fr\/misbehaving-subatomic-particle-may-point-to-a-fifth-force-of-nature-researchers-suggest\/","title":{"rendered":"Une d\u00e9couverte r\u00e9volutionnaire de muons qui se comporte aberrant remet en question les lois connues de l\u2019univers physique"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: right;\">par Dennis Overbye<\/p>\n<p>Les preuves s\u2019accumulent qu\u2019une minuscule particule subatomique semble d\u00e9sob\u00e9ir aux lois connues de la physique, ont annonc\u00e9 des scientifiques, une d\u00e9couverte qui ouvrirait un trou vaste et all\u00e9chant dans notre compr\u00e9hension de l\u2019univers. Le r\u00e9sultat, disent les physiciens, sugg\u00e8re qu\u2019il existe des formes de mati\u00e8re et d\u2019\u00e9nergie vitales pour la nature et l\u2019\u00e9volution du cosmos qui ne sont pas encore connues de la science.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-75154\" src=\"https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_1.jpg\" alt=\"\" width=\"550\" height=\"409\" srcset=\"https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_1.jpg 550w, https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_1-300x223.jpg 300w, https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_1-86x64.jpg 86w\" sizes=\"auto, (max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/>\u00ab <em>C\u2019est le moment de l\u2019atterrissage de notre rover sur Mars<\/em> \u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Chris Polly, physicien au Laboratoire national des acc\u00e9l\u00e9rateurs Fermi, ou Laboratoire Fermi, \u00e0 Batavia, Illinois, qui a travaill\u00e9 \u00e0 cette d\u00e9couverte pendant la majeure partie de sa carri\u00e8re.<\/p>\n<p>La particule c\u00e9l\u00e8bre est le muon, qui s\u2019apparente \u00e0 un \u00e9lectron mais beaucoup plus lourd et qui fait partie int\u00e9grante du cosmos. Polly et ses coll\u00e8gues \u2013 une \u00e9quipe internationale de 200 physiciens de sept pays \u2013 ont d\u00e9couvert que les muons ne se comportaient pas comme pr\u00e9vu lorsqu\u2019ils \u00e9taient tir\u00e9s \u00e0 travers un champ magn\u00e9tique intense au Laboratoire Fermi.<\/p>\n<p>Le comportement aberrant pose un d\u00e9fi de taille au mod\u00e8le standard, la suite d\u2019\u00e9quations qui \u00e9num\u00e8re les particules fondamentales de l\u2019univers (17, au dernier d\u00e9compte) et comment elles interagissent.<\/p>\n<p>\u00ab<em> C\u2019est une preuve solide que le muon est sensible \u00e0 quelque chose qui n\u2019est pas dans notre meilleure th\u00e9orie <\/em>\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Renee Fatemi, physicienne \u00e0 l\u2019Universit\u00e9 du Kentucky.<\/p>\n<p>Les r\u00e9sultats, les premiers d\u2019une exp\u00e9rience appel\u00e9e Muon g-2, concordaient avec des exp\u00e9riences similaires au Brookhaven National Laboratory en 2001 qui ont depuis taquin\u00e9 les physiciens.<\/p>\n<p>Lors d\u2019un s\u00e9minaire virtuel et d\u2019une conf\u00e9rence de presse, Polly a soulign\u00e9 un graphique affichant un espace blanc o\u00f9 les r\u00e9sultats du Laboratoire Fermi s\u2019\u00e9cartaient de la pr\u00e9diction th\u00e9orique. \u00ab <em>Nous pouvons dire avec une confiance assez \u00e9lev\u00e9e, il doit y avoir quelque chose qui contribue \u00e0 cet espace blanc\u00bb, a-t-il d\u00e9clar\u00e9. \u00abQuels monstres pourraient se cacher l\u00e0-bas ? <\/em>\u00bb<\/p>\n<p>\u00ab <em>Aujourd\u2019hui est une journ\u00e9e extraordinaire, attendue depuis longtemps non seulement par nous mais par toute la communaut\u00e9 internationale de la physique<\/em> \u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Graziano Venanzoni, porte-parole de la collaboration et physicien \u00e0 l\u2019Institut national italien de physique nucl\u00e9aire, dans un communiqu\u00e9 publi\u00e9 par Fermilab. Les r\u00e9sultats sont \u00e9galement publi\u00e9s dans une s\u00e9rie d\u2019articles soumis \u00e0 plusieurs revues \u00e0 comit\u00e9 de lecture.<\/p>\n<p>Les mesures ont environ une chance sur 40.000 d\u2019\u00eatre un coup de chance, ont rapport\u00e9 les scientifiques, bien en de\u00e7\u00e0 de l\u2019\u00e9talon-or n\u00e9cessaire pour revendiquer une d\u00e9couverte officielle selon les normes de la physique. Les signaux prometteurs disparaissent tout le temps dans la science, mais davantage de donn\u00e9es sont en route. Ces r\u00e9sultats ne repr\u00e9sentent que 6% du total des donn\u00e9es que l\u2019exp\u00e9rience sur les muons devrait recueillir dans les ann\u00e9es \u00e0 venir.<\/p>\n<p>Pendant des d\u00e9cennies, les physiciens se sont appuy\u00e9s sur le mod\u00e8le standard et ont \u00e9t\u00e9 li\u00e9s par celui-ci, qui explique avec succ\u00e8s les r\u00e9sultats d\u2019exp\u00e9riences sur des particules \u00e0 haute \u00e9nergie dans des endroits comme le grand collisionneur de hadrons du CERN. Mais le mod\u00e8le laisse sans r\u00e9ponse de nombreuses questions profondes sur l\u2019univers.<\/p>\n<p>La plupart des physiciens pensent qu\u2019une riche mine de nouvelles physiques attend d\u2019\u00eatre trouv\u00e9e, si seulement ils pouvaient voir de plus en plus loin. Les donn\u00e9es suppl\u00e9mentaires de l\u2019exp\u00e9rience du Laboratoire Fermi pourraient fournir un coup de pouce majeur aux scientifiques d\u00e9sireux de construire la prochaine g\u00e9n\u00e9ration d\u2019acc\u00e9l\u00e9rateurs de particules co\u00fbteux.<\/p>\n<p>Cela pourrait aussi conduire, avec le temps, \u00e0 des explications sur les types de myst\u00e8res cosmiques qui ont longtemps pr\u00e9occup\u00e9 notre esp\u00e8ce solitaire. Qu\u2019est-ce que la mati\u00e8re noire exactement, la substance invisible qui, selon les astronomes, repr\u00e9sente un quart de l\u2019univers en masse? En effet, pourquoi y a-t-il de la mati\u00e8re dans l\u2019univers?<\/p>\n<p>Les physiciens ont r\u00e9pondu avec un m\u00e9lange d\u2019enthousiasme et de prudence. \u00ab <em>Bien s\u00fbr, il est possible que ce soit une nouvelle physique<\/em> \u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Sabine Hossenfelder, physicienne \u00e0 l\u2019Institut d\u2019\u00e9tudes avanc\u00e9es de Francfort. \u00ab <em>Mais je ne parierais pas l\u00e0-dessus.<\/em> \u00bb<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-75157\" src=\"https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_2.jpg\" alt=\"\" width=\"550\" height=\"451\" srcset=\"https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_2.jpg 550w, https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_2-300x246.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/>Marcela Carena, responsable de la physique th\u00e9orique au Laboratoire Fermi, qui ne faisait pas partie de l\u2019exp\u00e9rience, a d\u00e9clar\u00e9: \u00ab <em>Je suis tr\u00e8s excit\u00e9e. J\u2019ai l\u2019impression que cette minuscule oscillation peut \u00e9branler les fondements de ce que nous pensions savoir. <\/em>\u00bb<\/p>\n<p>Il est peu probable que les muons occupent le devant de la sc\u00e8ne en physique. Parfois appel\u00e9s \u00ab<em> \u00e9lectrons gras <\/em>\u00bb, ils ressemblent aux particules \u00e9l\u00e9mentaires famili\u00e8res qui alimentent nos batteries, nos lumi\u00e8res et nos ordinateurs et tournent autour des noyaux des atomes; ils ont une charge \u00e9lectrique n\u00e9gative et ils ont une propri\u00e9t\u00e9 appel\u00e9e spin, qui les fait se comporter comme de minuscules aimants. Mais ils sont 207 fois plus massifs que leurs cousins mieux connus. Ils sont \u00e9galement instables, se d\u00e9sint\u00e9grant radioactivement en \u00e9lectrons et en particules super l\u00e9g\u00e8res appel\u00e9es neutrinos en 2,2 millioni\u00e8mes de seconde.<\/p>\n<p>Le r\u00f4le que jouent les muons dans le sch\u00e9ma g\u00e9n\u00e9ral du cosmos reste un casse-t\u00eate.<\/p>\n<p>Les muons doivent leur renomm\u00e9e actuelle \u00e0 une bizarrerie de la m\u00e9canique quantique, les r\u00e8gles non intuitives qui sous-tendent le royaume atomique.<\/p>\n<p>Entre autres choses, la th\u00e9orie quantique soutient que l\u2019espace vide n\u2019est pas vraiment vide mais bouillonne en fait de particules \u00ab <em>virtuelles<\/em> \u00bb qui entrent et sortent de l\u2019existence.<\/p>\n<p>\u00ab <em>Vous pourriez penser qu\u2019il est possible pour une particule d\u2019\u00eatre seule au monde<\/em> \u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Polly dans une d\u00e9claration biographique publi\u00e9e par Fermilab. \u00ab <em>Mais en fait, ce n\u2019est pas du tout solitaire. En raison du monde quantique, nous savons que chaque particule est entour\u00e9e d\u2019un entourage d\u2019autres particules. <\/em>\u00bb<\/p>\n<p>Cet entourage influence le comportement des particules existantes, y compris une propri\u00e9t\u00e9 du muon appel\u00e9e son moment magn\u00e9tique, repr\u00e9sent\u00e9e dans les \u00e9quations par un facteur appel\u00e9 g. Selon une formule d\u00e9riv\u00e9e en 1928 par Paul Dirac, physicien th\u00e9oricien anglais et fondateur de la th\u00e9orie quantique, le facteur g d\u2019un muon solitaire devrait \u00eatre de 2.<\/p>\n<p>Mais les muons ne sont pas seuls, donc la formule doit \u00eatre corrig\u00e9e pour le bourdonnement quantique provenant de toutes les autres particules potentielles de l\u2019univers. Cela conduit le facteur g du muon \u00e0 \u00eatre sup\u00e9rieur \u00e0 2, d\u2019o\u00f9 le nom de l\u2019exp\u00e9rience: Muon g-2.<\/p>\n<p>La mesure dans laquelle g-2 s\u2019\u00e9carte des pr\u00e9visions th\u00e9oriques est une indication de ce que l\u2019univers est encore inconnu \u2013 combien de monstres, comme Polly l\u2019a dit, se cachent dans l\u2019obscurit\u00e9 pour que les physiciens le d\u00e9couvrent.<\/p>\n<p>En 1998, des physiciens de Brookhaven, dont Polly, alors \u00e9tudiant dipl\u00f4m\u00e9, ont entrepris d\u2019explorer cette ignorance cosmique en mesurant r\u00e9ellement le g-2 et en le comparant \u00e0 des pr\u00e9dictions.<\/p>\n<p>Dans l\u2019exp\u00e9rience, un acc\u00e9l\u00e9rateur appel\u00e9 le synchrotron \u00e0 gradient alternatif a cr\u00e9\u00e9 des faisceaux de muons et les a envoy\u00e9s dans un anneau de stockage de 50 pieds de large, une piste de course g\u00e9ante contr\u00f4l\u00e9e par des aimants supraconducteurs.<\/p>\n<p>La valeur de g qu\u2019ils ont obtenue \u00e9tait en d\u00e9saccord avec la pr\u00e9diction du mod\u00e8le standard suffisamment pour exciter l\u2019imagination des physiciens \u2013 mais sans assez de certitude pour revendiquer une d\u00e9couverte solide. De plus, les experts ne pouvaient pas s\u2019entendre sur la pr\u00e9diction exacte du mod\u00e8le standard, ce qui a encore troubl\u00e9 l\u2019espoir.<\/p>\n<p>Manquant d\u2019argent pour refaire l\u2019exp\u00e9rience, Brookhaven a retir\u00e9 l\u2019anneau de stockage de muons de 50 pieds en 2001. L\u2019univers a \u00e9t\u00e9 laiss\u00e9 en suspens.<\/p>\n<p><strong>Le grand d\u00e9m\u00e9nagement<\/strong><\/p>\n<p>Au Fermilab, un nouveau campus d\u00e9di\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9tude des muons \u00e9tait en construction.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-75160\" src=\"https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_3.jpg\" alt=\"\" width=\"550\" height=\"367\" srcset=\"https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_3.jpg 550w, https:\/\/yogaesoteric.net\/wp-content\/uploads\/2022\/03\/75152_3-300x200.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/>\u00ab <em>Cela a ouvert un monde de possibilit\u00e9s<\/em> \u00bb, a rappel\u00e9 Polly dans son article biographique. A cette \u00e9poque, Polly travaillait au Fermilab; il a exhort\u00e9 le laboratoire \u00e0 refaire l\u2019exp\u00e9rience g-2 l\u00e0-bas. Ils l\u2019ont mis aux commandes.<\/p>\n<p>Pour mener l\u2019exp\u00e9rience, cependant, ils avaient besoin de l\u2019hippodrome magn\u00e9tique de 50 pieds de Brookhaven. Et donc en 2013, l\u2019aimant a parcouru une odyss\u00e9e de 3200 milles, principalement en barge, sur la c\u00f4te est, autour de la Floride et sur le fleuve Mississippi, puis en camion \u00e0 travers l\u2019Illinois jusqu\u2019\u00e0 Batavia, domicile du Fermilab.<\/p>\n<p>L\u2019aimant ressemblait \u00e0 une soucoupe volante, et il a attir\u00e9 l\u2019attention car il a \u00e9t\u00e9 conduit vers le sud \u00e0 travers Long Island \u00e0 10 mph. \u00ab <em>J\u2019ai march\u00e9 et j\u2019ai parl\u00e9 aux gens de la science que nous faisions <\/em>\u00bb, a \u00e9crit Polly. \u00ab <em>Il est rest\u00e9 une nuit dans un parking de Costco. Plus d\u2019un millier de personnes sont venues le voir et ont entendu parler de la science. <\/em>\u00bb<\/p>\n<p>L\u2019exp\u00e9rience a d\u00e9marr\u00e9 en 2018 avec un faisceau de muons plus intense et l\u2019objectif de compiler 20 fois plus de donn\u00e9es que la version Brookhaven.<\/p>\n<p>Pendant ce temps, en 2020, un groupe de 170 experts connu sous le nom d\u2019Initiative de th\u00e9orie du Muon g-2 a publi\u00e9 une nouvelle valeur consensuelle de la valeur th\u00e9orique du moment magn\u00e9tique du muon, bas\u00e9e sur trois ans d\u2019ateliers et de calculs utilisant le mod\u00e8le standard. Cette r\u00e9ponse a renforc\u00e9 la divergence initiale signal\u00e9e par Brookhaven.<\/p>\n<p><strong>Dans le noir<\/strong><\/p>\n<p>L\u2019\u00e9quipe a d\u00fb s\u2019adapter \u00e0 une autre ride. Pour \u00e9viter les pr\u00e9jug\u00e9s humains \u2013 et pour \u00e9viter tout trucage \u2013 les exp\u00e9rimentateurs se sont engag\u00e9s dans une pratique, appel\u00e9e aveuglement, qui est commune aux grandes exp\u00e9riences. Dans ce cas, l\u2019horloge ma\u00eetresse qui garde la trace de l\u2019oscillation des muons avait \u00e9t\u00e9 r\u00e9gl\u00e9e \u00e0 un taux inconnu des chercheurs. La figurine a \u00e9t\u00e9 scell\u00e9e dans des enveloppes enferm\u00e9es dans les bureaux du Fermilab et de l\u2019Universit\u00e9 de Washington \u00e0 Seattle.<\/p>\n<p>Lors d\u2019une c\u00e9r\u00e9monie le 25 f\u00e9vrier qui a \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9e sur vid\u00e9o et regard\u00e9e dans le monde entier sur Zoom, Polly a ouvert l\u2019enveloppe du Fermilab et David Hertzog de l\u2019Universit\u00e9 de Washington a ouvert l\u2019enveloppe de Seattle. Le nombre \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur a \u00e9t\u00e9 entr\u00e9 dans une feuille de calcul, fournissant une cl\u00e9 \u00e0 toutes les donn\u00e9es, et le r\u00e9sultat est sorti en un ch\u0153ur de wows.<\/p>\n<p>\u00ab <em>Cela a vraiment conduit \u00e0 un moment vraiment excitant, car personne dans la collaboration ne connaissait la r\u00e9ponse avant le m\u00eame moment <\/em>\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Saskia Charity, une stagiaire postdoctorale du Laboratoire Fermi qui travaillait \u00e0 distance depuis Liverpool, en Angleterre, pendant la pand\u00e9mie.<\/p>\n<p>Il y avait de la fiert\u00e9 d\u2019avoir r\u00e9ussi \u00e0 effectuer une mesure aussi difficile, puis de la joie que les r\u00e9sultats correspondent \u00e0 ceux de Brookhaven.<\/p>\n<p>\u00ab <em>Cela semble \u00eatre une confirmation que Brookhaven n\u2019\u00e9tait pas un hasard <\/em>\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Carena, la th\u00e9oricienne. \u00ab<em> Ils ont une r\u00e9elle chance de briser le mod\u00e8le standard. <\/em>\u00bb<\/p>\n<p>Les physiciens disent que l\u2019anomalie leur a donn\u00e9 des id\u00e9es sur la fa\u00e7on de rechercher de nouvelles particules. Parmi eux se trouvent des particules suffisamment l\u00e9g\u00e8res pour \u00eatre \u00e0 la port\u00e9e du grand collisionneur de hadrons ou de son successeur projet\u00e9. En effet, certaines ont peut-\u00eatre d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9es mais sont si rares qu\u2019elles ne sont pas encore sorties du blizzard de donn\u00e9es enregistr\u00e9es par l\u2019instrument.<\/p>\n<p>Un autre candidat appel\u00e9 le Z-prime pourrait faire la lumi\u00e8re sur certaines \u00e9nigmes du Big Bang, selon Gordan Krnjaic, cosmologiste au Fermilab.<\/p>\n<p>Le r\u00e9sultat du g-2, a-t-il d\u00e9clar\u00e9 dans un e-mail, pourrait d\u00e9finir l\u2019agenda de la physique pour la prochaine g\u00e9n\u00e9ration. \u00ab <em>Si la valeur centrale de l\u2019anomalie observ\u00e9e reste fixe, les nouvelles particules ne peuvent pas se cacher \u00e9ternellement <\/em>\u00bb, a-t-il d\u00e9clar\u00e9. \u00ab <em>Nous en apprendrons beaucoup plus sur la physique fondamentale \u00e0 l\u2019avenir.<\/em> \u00bb<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>yogaesoteric<br \/>\n17 mars 2022<\/strong><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>par Dennis Overbye Les preuves s\u2019accumulent qu\u2019une minuscule particule subatomique semble d\u00e9sob\u00e9ir aux lois connues de la physique, ont annonc\u00e9 des scientifiques, une d\u00e9couverte qui ouvrirait un trou vaste et all\u00e9chant dans notre compr\u00e9hension de l\u2019univers. 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