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Muon et méson B : ces deux particules qui bousculent la physique

·2 min de lecture

Futur Big Bang en vue dans la physique de la matière ? Des expériences menées sur le muon et le méson B révéleraient des anomalies incompatibles avec le modèle standard qui régit le comportement des particules élémentaires.

Cet article est issu du magazine Sciences et Avenir- La Recherche n°893/ 894 daté juillet- août 2021.

Joli printemps pour la physique des particules. Coup sur coup, deux résultats ont mis en émoi la communauté des chercheurs. Deux anomalies qui, si elles étaient confirmées, bouleverseraient toute la physique de la matière. À la clé ? de nouvelles particules, voire de nouvelles forces… Le premier résultat est venu de l'expérience LHCb qui se déroule au sein du collisionneur installé sous la frontière franco-suisse, à Genève, le Large Hadron Collider (LHC). Son objectif : étudier les désintégrations rares des mésons, des particules constituées d'un quark et d'un antiquark. Une première étude, soumise à la revue Nature Physics le 22 mars, concerne un membre de la famille méson, le "B ». "Le méson B se désintègre en un cocktail de particules contenant soit une paire électron-positon, soit une paire muon-antimuon, explique Yasmine Amhis, physicienne à l'université Paris-Saclay et membre de l'expérience LHCb . Avec une probabilité de 50-50, nous dit la théorie. Or, de premiers résultats indiquent que la voie électron-positon serait privilégiée."

MOMENT MAGNÉTIQUE : Grandeur physique issue du mouvement de rotation sur elles-mêmes de particules chargées électriquement. Il traduit leur sensibilité à un champ magnétique extérieur.

QUARK : Au nombre de six, ces particules élémentaires s'associent pour former des hadrons (neutrons et protons). Son antiparticule est nommée antiquark.

POSITON : Particule d'antimatière, double inversé de l'électron : de même masse, il possède en revanche une charge électrique opposée.

La probabilité d'erreur n'est que d'une sur 40.000

L'autre anomalie, éventuellement sans rapport avec la précédente, affecte le muon, ce cousin de l'électron, 200 fois plus massif que lui. L'expérience Muon g-2, qui se déroule au Fermilab, près de Chicago (États-Unis), a mesuré son moment magnétique. Et là encore, selon un article paru le 7 avril dans Physical Revi[...]

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