L’année dernière, une nouvelle découverte en physique des particules a surpris les scientifiques : une particule fondamentale responsable de l’une des quatre forces fondamentales de l’Univers était plus lourde que prévu.
La découverte d’un écart entre les masses théoriques et expérimentales du boson W a promis de nouvelles perspectives au-delà du modèle standard, le modèle théorique qui décrit le comportement de la matière.
Maintenant, les scientifiques ont recalculé les mêmes nombres en utilisant une technique mise à jour, trouvant cette fois que la masse de la particule correspond étroitement aux prédictions du modèle standard, après tout.
Bien que cela signifie que nous n’avons peut-être pas besoin d’une refonte révolutionnaire de notre théorie actuelle de la physique des particules, nous ne pouvons pas nous empêcher d’être un peu déçus. Le modèle standard de la physique des particules est encore une interprétation hypothétique de l’univers qui nous entoure, mais jusqu’à présent, il a bien résisté à la batterie de tests que nous avons réussi à lui faire subir. En même temps, nous savons qu’il existe des lacunes inexpliquées : le modèle standard ne tient pas compte de la matière noire, par exemple, ni même de la gravité.
Bien que le boson W ne puisse pas être mesuré directement, la masse et l’énergie libérées lors de sa désintégration le peuvent. Remonter les pièces nécessite une approche réfléchie et un point de départ solide pour savoir comment les particules en collision se tiennent ensemble.
Les dernières recherches ont réanalysé les données de 2011 du Expérience ATLAS au Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN en Suisse, en utilisant une approche statistique révisée basée sur une meilleure compréhension des processus.
Les chercheurs affirment que leur nouvelle lecture est 16% plus précise que la précédente et avec un niveau d’incertitude inférieur, remettant en question les résultats de 2022 du collisionneur Tevatron, désormais fermé, dans l’État américain de l’Illinois.
“Si bien la comprensión del detector, así como los efectos de las contribuciones de los procesos de fondo de los quarks electrodébiles y superiores no han cambiado, se ha logrado un progreso significativo en el marco estadístico sobre la extracción de la masa del bosón W de Les données”. Écrire les chercheurs.
Pour cette nouvelle enquête, l’équipe s’est concentrée sur les événements de collision de particules dans lesquels le boson W se désintègre en particules plus légères : électrons, muons et neutrinos. Des données supplémentaires recueillies en 2017 ont permis de valider les résultats.
La mesure du Tevatron a donné 80,4335 gigaélectronvolts, une différence apparemment petite mais significative. aux 80 357 gigaélectronvolts prédits par le modèle standard. La dernière mesure de la masse du boson W est de 80 360 gigaélectronvolts, ce qui la rapproche beaucoup plus de la masse théoriquement prédite.
En tant que classe de particules, bosons de jauge comme le boson W facilitent essentiellement les interactions entre les autres particules fondamentales. Avec le boson Z, le boson W est crucial dans des processus tels que la désintégration radioactive et la fusion nucléaire.
“En raison d’un neutrino non détecté dans la désintégration de la particule, la mesure de la masse W fait partie des mesures de précision les plus difficiles effectuées sur les collisionneurs de hadrons.” dit le physicien des particules Andreas Hoecker de l’équipe ATLAS au laboratoire du CERN.
“Cela nécessite un étalonnage extrêmement précis des énergies et des impulsions mesurées des particules, ainsi qu’une évaluation minutieuse et un excellent contrôle des incertitudes du modèle.”
Il convient de garder à l’esprit qu’il ne s’agit que d’une conclusion préliminaire pour le moment. D’autres tests sont actuellement en cours avec des données plus récentes. S’il s’avère que le modèle standard a la mauvaise masse de boson W, cela suggérerait que certaines particules et forces en jeu n’ont pas encore été découvertes. Cependant, pour l’instant, il semble que la réputation de cette hypothèse fondamentale soit sûre.
“Ce résultat ATLAS mis à jour fournit un test rigoureux et confirme la cohérence de notre compréhension théorique des interactions électrofaibles.” dit Hocker.
Vous pouvez lire un article détaillant les nouvelles découvertes sur le site du CERN.
“Introverti hardcore. Pionnier de la bière. Amoureux d’Internet. Analyste. Spécialiste de l’alimentation. Passionné de médias sociaux.”