La découverte qui pourrait conduire à « la plus grande révolution de la physique depuis les théories d’Einstein »
Des scientifiques à l’extérieur de Chicago, aux États-Unis, ont découvert que la masse d’une particule subatomique n’est pas ce qu’elle devrait être – une découverte surprenante qui pourrait révolutionner la physique et notre compréhension de l’Univers.
La mesure est le premier résultat concluant d’une expérience en contradiction avec l’une des théories les plus importantes et les plus réussies de la physique moderne.
L’équipe a découvert que la particule, connue sous le nom de boson W, a plus de masse que ne le prévoyaient les théories.
Le résultat a été qualifié de « choquant » par le professeur David Toback, l’un des porte-parole du projet.
Cette découverte pourrait conduire au développement d’une nouvelle théorie plus complète sur le fonctionnement de l’univers.
« Si ces résultats sont étayés par d’autres expériences, le monde sera différent », a-t-il déclaré à la BBC. « Il doit y avoir un changement de paradigme. L’espoir est que ce résultat causera peut-être des perturbations. »
« Le célèbre astronome Carl Sagan a déclaré que » les affirmations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires « . Nous pensons que nous l’avons. «
Les scientifiques du Fermilab Collider Detector (CDF) dans l’État américain de l’Illinois n’ont trouvé qu’une petite différence dans la masse de la particule W par rapport à ce que la théorie dit qu’elle devrait être – seulement 0,1 %.
Mais si cela est confirmé par d’autres expériences, les implications sont énormes. Le soi-disant modèle standard de la physique des particules a prédit le comportement et les propriétés des particules subatomiques sans aucun écart pendant 50 ans. Jusqu’ici.
L’autre co-porte-parole du CDF, le professeur Giorgio Chiarelli, de l’INFN Sezione di Pisa en Italie, a déclaré à BBC News que l’équipe de recherche avait du mal à y croire en voyant les résultats.
« Personne ne s’y attendait. Nous avons pensé que quelque chose n’allait peut-être pas. »
Mais les chercheurs ont soigneusement analysé les résultats et ont essayé de trouver des erreurs. Et ils n’en ont trouvé aucun.
La conclusion, publiée dans la prestigieuse revue scientifique Science, peut être liée aux preuves d’autres expériences au Fermilab et au Large Hadron Collider, à la frontière franco-suisse. Ces conclusions non confirmées suggèrent également des écarts par rapport au modèle standard, probablement dus à une cinquième force de la nature non découverte en jeu.
Les physiciens savent depuis un certain temps que la théorie doit être mise à jour. Le concept ne peut pas expliquer la présence de matière invisible dans l’espace appelée Dark Matter, ni l’expansion accélérée continue de l’Univers par une force appelée Dark Energy. La gravité non plus.
Mitesh Patel, de l’Imperial College de Londres, au Royaume-Uni, qui travaille au Large Hadron Collider, dit qu’il pense que, s’il est prouvé, le résultat du Fermilab pourrait être le premier de nombreux nouveaux résultats qui pourraient entraîner le plus grand changement dans notre compréhension de l’Univers. depuis les théories de la relativité d’Einstein il y a plus de cent ans.
« L’espoir est que ces fissures se transforment en fissures, et finalement nous verrons un signe spectaculaire qui non seulement confirme que le modèle standard s’est effondré en tant que description de la nature, mais nous donne également une nouvelle direction pour nous aider à comprendre ce qui se passe. . sur. nous voyons et à quoi ressemble la nouvelle théorie de la physique. »
« Si c’est vrai, il doit y avoir de nouvelles particules et de nouvelles forces pour expliquer comment rendre ces données cohérentes. »
Le crédit, laboratoire fermi
Situé sur 2 700 acres de terrain près de Chicago, Fermilab est le principal laboratoire de physique des particules aux États-Unis.
Mais malgré l’enthousiasme, la communauté des physiciens reste prudente. Bien que le résultat du laboratoire Fermi soit la mesure la plus précise de la masse du boson W à ce jour, il contredit deux des mesures les plus précises suivantes de deux expériences distinctes conformes au modèle standard.
« Cela va contrarier certaines personnes », déclare le professeur Ben Allanach, physicien théoricien à l’université de Cambridge en Angleterre.
« Nous devons savoir ce qui se passe avec la mesure. Le fait que nous ayons deux autres expériences qui sont en accord l’une avec l’autre et avec le modèle standard et qui sont fortement en désaccord avec cette expérience m’inquiète. »
Tous les regards sont désormais tournés vers le Large Hadron Collider, qui reprendra ses expériences après une rénovation de trois ans. L’espoir est que ces tests produiront des résultats qui jetteront les bases d’une nouvelle théorie physique plus complète.
« La plupart des scientifiques seront un peu prudents », déclare Patel.
« Nous avons déjà vécu des situations similaires et avons été déçus, mais nous espérons tous secrètement que c’est vraiment ça, et que de notre vivant, nous verrons le genre de transformation que nous lisons dans les livres d’histoire. »
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