Des nouvelles surprenantes de Genève cette semaine. L'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) a annoncé que l'expérience LHCb (Large Hadron Colider beauty ) donne des résultats qui ne rentrent pas dans le modèle standard des particules élémentaires. La théorie de la relativité et ce modèle standard forment ensemble les deux pièces maîtresses de la physique.
Dans le monde souterrain de la réalité, vous vous imaginez parfois dans des sphères alchimiques. Dans les processus dits de désintégration, les particules élémentaires, des particules que vous ne pouvez plus découper en morceaux, peuvent changer d'identité. Par exemple, un certain type de particule élémentaire, le quark de beauté, peut se désintégrer en un électron. Ou dans un muon, qui est très similaire à l'électron, sauf qu'il est environ 200 fois plus lourd.
Le modèle standard prédit la même probabilité pour les deux types de dégradation. Les physiciens appellent cette propriété l'universalité des leptons. Lepton est le nom collectif de six particules élémentaires. En dehors de l'électron et du muon, vous avez un frère encore plus lourd, le tau-lepton. De plus, chacun de ces trois frères possède sa propre particule de neutrino.
De nombreux physiciens espèrent secrètement une fissure dans le modèle standard, qui devrait nous montrer la voie vers une couche de réalité encore plus profonde
Mais les résultats du LHCb nous disent que vous êtes légèrement plus susceptible d'avoir un électron qu'un muon. Si tel est le cas, l'universalité leptonique a été violée. Et vous ne pouvez pas expliquer cela avec le modèle standard. Quelque chose est donc en jeu. Chris Parker, porte-parole de LHCb :"Si la violation de l'universalité des leptons est confirmée, il faut un nouveau processus physique, comme l'existence de nouvelles particules élémentaires ou interactions."
Pourtant, pour le moment, vous n'entendez personne affirmer clairement que notre théorie de la pègre peut être révisée. Cela a tout à voir avec ce "un peu plus souvent" de tout à l'heure. L'analyse statistique des données vous indique qu'il y a 0,1 % de chances que les résultats de mesure soient toujours compatibles avec le modèle standard. Cela semble très peu et c'est aussi beaucoup moins que les expériences précédentes ailleurs dans le monde, qui ont également pointé cette anomalie.
Mais la barre est tout simplement placée très haut en physique expérimentale. Seules des données de mesure supplémentaires peuvent lever le doute en nous donnant une précision encore plus élevée. Nous attendons donc avec impatience l'année prochaine, lorsque les détecteurs de l'expérience auront été améliorés.
Le modèle standard est une théorie dite quantique des champs. Elle est le résultat de la fusion de la physique quantique, de la théorie des champs et de la relativité restreinte. Des quatre forces fondamentales de la nature - l'électromagnétisme, la force faible, la force forte et la gravitation - seule cette dernière ne convient pas.
Utilisant 25 particules élémentaires et les trois premières de ces forces de la nature, le Modèle Standard décrit toute une gamme de phénomènes avec une précision stupéfiante, avec dans certains cas une correspondance entre valeurs prédites et mesurées au dixième chiffre après la virgule.
Pourtant, le modèle est incapable de résoudre quelques questions persistantes :où est passée toute l'antimatière de l'univers, quelle est la nature de l'énergie noire et qu'est-ce que la matière noire ? De nombreux physiciens espèrent donc secrètement une fissure dans le modèle standard, qui devrait nous montrer le chemin vers une couche de réalité encore plus profonde.
Un indice d'une nouvelle physique serait également plus que bienvenu pour le CERN lui-même. Depuis la découverte en 2012 du boson de Higgs – l'un des 25 éléments constitutifs du modèle standard – la prochaine percée se fait attendre. Pour le Conseil du CERN, la solution réside dans une mise à niveau radicale.
Le remplacement de l'actuel tunnel souterrain en forme d'anneau de 27 kilomètres de circonférence par un tunnel de 100 kilomètres de circonférence devrait permettre de produire des énergies de collision encore plus élevées, et ainsi pénétrer encore plus profondément dans la réalité. Mais cette fuite en avant a suscité de nombreuses critiques, y compris au sein de la communauté scientifique. Car pourquoi investir autant de temps et d'argent dans une quête pour laquelle la nature ne vous donne aucune indication concrète ?
Que ce crack arrive bientôt, ils doivent penser à Genève.
