La Découverte De Particules A Des Physiciens Abuzz

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Dans un développement, les physiciens appellent "énorme" et "inattendu", les chercheurs ont mesuré ce qui pourrait être une nouvelle particule subatomique. La découverte de l'accélérateur de particules tevatron à fermilab pourrait amener les physiciens à modifier la théorie de la physique en vigueur

Cette histoire a été mise à jour à 18h04. ET.

Dans un développement, les physiciens appellent «énorme», «tentant» et «inattendu», des chercheurs ont mesuré un signal qui pourrait annoncer un nouveau type de particule ou force de la nature.

Cependant, la découverte n’est pas encore concluante et laisse de nombreux chercheurs sceptiques.

La découverte provient d'un smasher d'atome appelé Tevatron au laboratoire de physique de Fermilab à Batavia, Ill. À l'intérieur de l'accélérateur, les particules sont amenées à une vitesse proche de celle de la lumière lorsqu'elles courent autour d'un anneau de 6,3 km. Lorsque deux particules entrent en collision, elles se désintègrent en d'autres particules exotiques en un puissant déversement d'énergie. [Wacky Physics: Les petites particules les plus cool de la nature]

Les scientifiques ont analysé des milliers de ces collisions et ont découvert une tendance suspecte dans environ 250 cas de plus que prévu. Dans ces cas, les produits de la collision entre un proton et son partenaire antimatière, l'antiproton, étaient différents de ceux attendus.

Bourdonnant

"Tout le monde de la physique bourdonne de ce résultat", a déclaré à WordsSideKick.com le physicien David Kawall de l'Université du Massachusetts, Amherst.

La découverte, rapportée pour la première fois dans le New York Times, a été annoncée en ligne mardi 5 avril lorsque les chercheurs ont publié une version préliminaire de leur document de recherche sur le site de pré-impression ArXiv.org.

"C'est énorme - une découverte inattendue qui pourrait complètement transformer la physique des hautes énergies et la cosmologie également, car les deux domaines sont unis par la hanche", a expliqué l'astrophysicien Michael S. Turner, directeur de l'Institut de Kavli pour la physique cosmologique. de Chicago, écrit dans un email à WordsSideKick.com. "Mais il y a un gros SI - s'il résiste et que la physique des modèles standard ne l'explique pas."

De nombreux chercheurs ont fait écho à cette mise en garde: la découverte pourrait être significative, mais il est trop tôt pour le savoir, car davantage de données sont nécessaires pour confirmer que le modèle de Tevatron est plus qu'une simple anomalie statistique.

"La signification statistique du signal est intéressante, mais pas convaincante", a déclaré le physicien Eugene W. Beier de l'Université de Pennsylvanie. "Les expérimentateurs ont besoin de plus de données. Si le signal se maintient à un niveau d'écart-type de cinq, c'est une indication de quelque chose qui dépasse la plage de ce à quoi nous nous attendions."

Le niveau de signification statistique dans les données est maintenant juste au-dessus de trois écarts-types, ce qui signifie que la probabilité qu'il s'agisse d'une anomalie aléatoire est inférieure à 1 sur 1 000. Ainsi, la découverte est significative et mérite une enquête, mais n'est pas concluante, disent les chercheurs. Si suffisamment de mesures supplémentaires sont effectuées et que la configuration conserve jusqu'à cinq écarts types, davantage de physiciens seraient probablement convaincus.

"Je ne suis pas convaincu", a déclaré le physicien de l'université de Syracuse, Sheldon Stone. "Il repose sur une estimation détaillée des fonds d'écran et de petits changements pourraient effacer le résultat."

Collision de matière et d'antimatière

Le Tevatron est en collision de protons et d'antiprotons depuis les années 1980 et a déjà fait de nombreuses découvertes importantes, y compris la découverte en 1995 du quark top, une version exotique des particules fondamentales qui composent les protons et les neutrons.

"Ce résultat alléchant de la collaboration CDF pourrait certainement changer la donne", a déclaré Gavin Salam, physicien au laboratoire de recherche du CERN à Genève, en Suisse. "Si cela se confirmait, ce serait la première fois qu'une nouvelle particule était observée dans une expérience de collisionneur depuis la découverte du quark top à Fermilab en 1995."

Dans la nouvelle découverte, les scientifiques de l’expérimentation Tevatron's Collider Detector at Fermilab (CDF) ont découvert que les collisions de particules produisaient une incidence plus élevée que prévu d’un certain type de sous-produits: une particule lourde appelée boson W et deux jets de particules légères. particules avec une énergie totale qui était inattendue.

L'énergie des jets pourrait indiquer qu'ils proviennent d'une particule subatomique jamais vue auparavant, selon les scientifiques. L'une des particules théoriques les plus recherchées est le soi-disant boson de Higgs, la particule supposée donner de la masse à d'autres particules. Pourtant, le signal trouvé par l’équipe de Tevatron ne correspond pas tout à fait à ce que l’on attend des Higgs.

"Cela ne ressemblerait en rien à un boson de Higgs standard, car le taux de production est beaucoup trop élevé", a déclaré le physicien de l'Université Rutgers, Matt Strassler. "Au-delà de cela, il est difficile de dire; nous n'avons tout simplement pas assez d'informations."

Et comme les particules sont liées aux forces de la nature, la découverte pourrait même indiquer une force fondamentale en plus des quatre forces connues: la gravité, l’électromagnétisme et les forces nucléaires fortes et faibles.

"S'il s'agit en fait du premier indice de nouvelle physique à être confirmé par d'autres mesures avec des statistiques plus élevées, ce serait très excitant", a déclaré le physicien Jamie Nagle de l'Université du Colorado, Boulder. "L’excitation dépend de la nature de la nouvelle physique - qui ne peut être déterminée à partir de ces seuls résultats."

Le résultat pourrait également être une justification pour le Tevatron, qui devrait fermer ses portes en septembre 2011 pour des raisons budgétaires. Alors qu’il était jadis l’accélérateur de particules le plus puissant de la planète, il a récemment été dépassé par le nouveau Large Hadron Collider du CERN.

Si la découverte du Tevatron représente un événement réel, et non une simple statistique, elle sera probablement également visible dans le LHC. Jusque-là, de nombreux scientifiques disent qu'ils réserveront leur jugement.

Pour l'instant, cependant, l'excitation continue certainement.

"J'ai passé la majeure partie de la journée à discuter de la viabilité de ces résultats et des explications possibles avec des collègues du monde entier", a déclaré le physicien de l'Université Cornell, Csaba Csaki. "Si cela s'avère effectivement être le signal d'une nouvelle particule, ce serait extrêmement important, potentiellement" révolutionnaire ". Cependant, à ce stade, je serais extrêmement prudent de déclarer la découverte d’une nouvelle particule. Bien que le résultat doive être pris au sérieux, il reste encore beaucoup à faire avant que cela puisse être accepté comme un fait. "

Vous pouvez suivre Clara Moskowitz, écrivaine principale de WordsSideKick.com, sur Twitter @ClaraMoskowitz. Pour plus d'informations scientifiques, suivez WordsSideKick.com sur Twitter @wordssidekick.


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