Une anomalie intrigante observée dans l’accélérateur souterrain du LHC, si elle est confirmée, pourrait conduire à une refonte radicale du modèle standard, le cadre actuel de description de l’infiniment petit.
Une fissure sérieuse apparaît-elle dans le beau bâtiment de la physique des particules? Plus précisément, la théorie actuelle, connue sous le nom de modèle standard, qui a jusqu’à présent parfaitement décrit tous les phénomènes de l’infiniment petit, a-t-elle échoué pour la première fois? L’expérience internationale LHCb, installée au CERN en Suisse avec l’accélérateur de particules souterrain du LHC, vient de publier, en tout cas, l’image la plus précise d’une piste dans cette direction.
Mais est-ce juste le plâtre qui se fissure ou le mur lui-même qui bouge? Il est trop tôt pour le dire, car ces résultats pourraient facilement s’expliquer par le hasard: lancer une séquence anormale de six fois six ne signifie pas nécessairement que les dés sont chargés. «Il y a une possibilité pour 1000 que notre résultat soit entièrement compatible avec le modèle standard», confirme Chris Parkes, porte-parole du LHCb, qui a présenté ses conclusions lors d’une conférence à distance au CERN le mardi 23 mars.
Par conséquent, les enquêteurs ont observé une anomalie dans leur détecteur de 20 mètres de long et 4 500 tonnes. L’accélérateur du LHC propulse violemment les faisceaux de protons, les principaux composants de la matière ordinaire, les uns contre les autres. Parmi les déchets, en 2012, le CERN a identifié le boson de Higgs, dernière particule à compléter le modèle standard. Mais d’autres particules sont produites. Certains, appelés mésons, peuvent se désintégrer en d’autres particules sur lesquelles l’expérience LHCb compte.
Et, plus rarement encore, dans l’ordre d’un million de collisions, l’une de ces auberges peut disparaître d’une manière particulière. Soit en émettant une paire d’électrons et d’antiélectrons. Ou une paire de muons et d’antimons (un cousin de l’électron deux fois plus lourd).
« Universalité leptonique »
Le modèle standard prédit que ces deux destinations sont également probables et les spécialistes parlent même d ‘«universalité leptonique» (électrons et muons appartenant à la famille des leptons). Mais l’expérience montre que la première est 15% plus fréquente que la seconde … Et cette différence, si elle se confirme, ne peut s’expliquer qu’en ajoutant complètement de nouvelles lois, de nouvelles forces ou de nouvelles particules en dehors du cadre actuel. Sur le même sujet : Quand écrire en où on ? Ce seraient alors les fondations qui bougeraient.
«Je suis passionnément excité», résume Chris Parkes, qui rappelle que d’autres expériences comme BaBar aux États-Unis, Belle au Japon ou les autres expériences du CERN, Atlas et CMS, ont déjà vu des signes dans le même sens, bien que moins précis. «C’est plus une satisfaction qu’une illusion, car ces résultats correspondent à d’autres données», rappelle Sébastien Descotes-Genon, directeur adjoint du laboratoire de physique Irène-Joliot-Curie des deux infinis (Orsay). Mais dans cet esprit, le seuil psychologique a peut-être été dépassé. «
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