La découverte d’un boson “mystère” contredit la compréhension de l’univers

Publié le:

Paris (AFP)- Après une décennie de mesures méticuleuses, les scientifiques ont annoncé jeudi qu’une particule fondamentale – le boson W – a une masse nettement supérieure à celle théorique, ébranlant les fondements de notre compréhension du fonctionnement de l’univers.

Ces fondements sont fondés sur le modèle standard de la physique des particules, qui est la meilleure théorie dont disposent les scientifiques pour décrire les éléments constitutifs les plus élémentaires de l’univers et les forces qui les régissent.

Le boson W régit ce qu’on appelle la force faible, l’une des quatre forces fondamentales de la nature, et donc un pilier du modèle standard.

Cependant, de nouvelles recherches publiées dans la revue Science indiquent que la mesure la plus précise jamais réalisée du boson W contredit directement la prédiction du modèle.

Ashutosh Kotwal, un physicien de l’Université Duke qui a dirigé l’étude, a déclaré à l’AFP que le résultat avait pris plus de 400 scientifiques sur 10 ans pour examiner quatre millions de bosons W candidats sur un “ensemble de données d’environ 450 000 milliards de collisions”.

Ces collisions – réalisées en écrasant des particules à des vitesses hallucinantes pour les étudier – ont été réalisées par le collisionneur Tevatron dans l’État américain de l’Illinois.

C’était l’accélérateur de particules à la plus haute énergie au monde jusqu’en 2009, date à laquelle il a été supplanté par le Large Hadron Collider près de Genève, qui a observé le boson de Higgs quelques années plus tard.

Le Tevatron a cessé de fonctionner en 2011, mais les scientifiques du Collider Detector du Fermilab (CDF) n’ont cessé de calculer depuis.

‘Fissures’ dans le modèle

Harry Cliff, physicien des particules à l’Université de Cambridge qui travaille au Large Hadron Collider, a déclaré que le modèle standard est “probablement la théorie scientifique la plus réussie qui ait jamais été écrite”.

“Il peut faire des prédictions incroyablement précises”, a-t-il déclaré. Mais si ces prédictions étaient fausses, le modèle ne peut tout simplement pas être modifié.

“C’est comme un château de cartes, on en tire un peu trop, tout s’effondre”, a déclaré Cliff à l’AFP.

Le modèle standard n’est pas sans problèmes.

Par exemple, il ne tient pas compte de la matière noire, qui, avec l’énergie noire, représenterait 95% de l’univers. Il dit aussi que l’univers n’aurait pas dû exister en premier lieu, parce que le Big Bang aurait dû s’anéantir.

En plus de cela, “quelques fissures ont récemment été exposées” dans le modèle, ont déclaré les physiciens dans un article complémentaire de Science.

“Dans ce cadre d’indices qu’il manque des pièces au modèle standard, nous avons apporté un indice supplémentaire, très intéressant et assez important”, a déclaré Kotwal.

Jan Stark, physicien et directeur de recherche au CNRS, a déclaré “qu’il s’agit soit d’une découverte majeure, soit d’un problème dans l’analyse des données”, prédisant “des discussions assez animées dans les années à venir”.

Il a déclaré à l’AFP que “des allégations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires”.

‘affaire énorme’

Les scientifiques du CDF ont déclaré avoir déterminé la masse du boson W avec une précision de 0,01%, soit deux fois plus précise que les efforts précédents.

Ils l’ont comparé à la mesure du poids d’un gorille de 350 kilogrammes (800 livres) à moins de 40 grammes (1,5 once).

Ils ont découvert que le boson était différent de la prédiction du modèle standard de sept écarts-types, également appelés sigma.

Cliff a déclaré que si vous lanciez une pièce de monnaie, “les chances d’obtenir un résultat de cinq sigma par chance stupide sont de une sur trois millions et demi”.

“Si cela est réel, et non un biais systématique ou une incompréhension de la façon de faire les calculs, alors c’est un gros problème car cela signifierait qu’il y a un nouvel ingrédient fondamental dans notre univers que nous n’avons pas découvert auparavant”, a-t-il déclaré.

“Mais si vous allez dire quelque chose d’aussi important que nous avons cassé le modèle standard de la physique des particules, et qu’il y a de nouvelles particules à découvrir, pour en convaincre les gens, vous avez probablement besoin de plus d’une mesure de plus d’une expérience “

Le co-porte-parole du CDF, David Toback, a déclaré que “c’est maintenant à la communauté de la physique théorique et aux autres expériences de suivre cela et de faire la lumière sur ce mystère”.

Et après une décennie de mesures, Kotwal n’a pas encore terminé.

“Nous suivons les indices et ne négligeons aucun effort, nous allons donc comprendre ce que cela signifie.”

Leave a Comment