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26 mai 2016 |
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La cinquième
force fondamentale de l'Univers découverte ? |
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Une équipe de chercheurs hongrois a mis en
évidence une anomalie dans le processus de désintégration
radioactive, qui pourrait signer l'existence d'une cinquième force
fondamentale jusqu'à présent inconnue.
Tous les physiciens le savent. Quatre forces fondamentales régissent
l'Univers : la gravitation, l’électromagnétisme et les forces
nucléaires forte et faible. Cela n'empêche par les scientifiques de
rechercher, depuis des lustres, la trace de nouvelles forces. Mais
depuis un peu plus d'une décennie, cette recherche a stagné à cause
de l'incapacité du modèle standard à expliquer la matière noire, une
substance invisible qui compose pourtant, selon la théorie, au moins
80 % de notre Univers. Les théoriciens, en désespoir de cause, ont
bien proposé diverses particules exotiques vectrices de force,
incluant des "photons noirs", qui correspondraient aux photons
classiques véhiculant la force électromagnétique. |
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Attila
Krasznahorkay. |
Attila Krasznahorkay, de la
Hungarian Academy of Sciences,
annonce que son équipe et lui-même avaient recherché la trace de ce
très hypothétique photon noir, mais qu'ils avaient presque
fortuitement découvert quelque chose de différent. Alors que ces
scientifiques propulsaient des photons sur une cible constituée
d'une fine couche de lithium-7, un noyau instable de béryllium-8 est
apparu, qui s'est presque immédiatement désintégré en émettant des
paires d'électrons et de positrons.
Le modèle standard en contradiction
Or, selon le modèle standard, les physiciens devraient observer une
baisse du nombre de paires ainsi créées proportionnellement à
l'augmentation de l'angle de la trajectoire de l'électron et du
positron. Mais l'équipe a constaté que cette émission augmente
brusquement lorsqu'un angle de 140° est atteint, créant sur le
graphique une bosse (un "bump" selon le jargon des physiciens), puis
diminue lorsque cette valeur d'inclinaison est dépassée.
Krasznahorkay estime que la présence de ce "bump" constitue une
preuve solide qu’une fraction infime du beryllium-8 instable a perdu
son énergie supplémentaire sous la forme d’une nouvelle particule
qui s’est ensuite désintégrée dans une paire d’électron/positron. Ce
chercheur et ses collègues ont calculé que la masse de la nouvelle
particule doit être de 17 mégaélectronvolts (MeV), soit 34 fois plus
lourde qu'un électron.
Jonathan Feng, de l’université de Californie, se déclare convaincu
que la particule à 17 MeV n’est pas un photon noir. Après avoir
analysé l’anomalie avec sa propre équipe en cherchant des propriétés
consistantes avec de précédentes expériences, ils a conclu que la
particule pourrait être un Boson X protophobe. Une telle particule
pourrait transporter une force de courte portée extrême qui agirait
plusieurs fois sur une distance valant plusieurs fois la dimension
d’un noyau atomique. Tandis que le photon noir devrait coupler des
électrons et des protons, le nouveau boson pourrait coupler des
électrons et des neutrons. Feng a déclaré que ce groupe cherche dans
cette voie tout en vérifiant s’il n’y a pas d’autres particules qui
pourraient expliquer cette anomalie. Mais le boson protophobe est la
possibilité la plus directe.
Jean Etienne
Source principale :
Evidence for a
Protophobic Fifth Force from Nuclear Transitions (Cornell
University Library / UCI-TR-2016-09, 25 avril 2016).
Publication en
pdf.
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Détail du
spectromètre d'électron/positron de l'accélérateur de particules de
la Hungarian Academy of Sciences. |
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