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Posté par Adrien le Mardi 10/07/2012 à 12:00
Énigme du rapport matière-antimatière: LHCb améliore la résolution
En 2010, la collaboration DØ de Fermilab indiquait que les propriétés de la matière et de l'antimatière manifestaient une différence de 1% lors de désintégrations de mésons B (c'est-à-dire des particules contenant des quarks beauté) en muons. Samedi, à la conférence ICHEP de Melbourne, la collaboration LHCb, du CERN, a présenté de nouveaux résultats qui, au lieu de confirmer cette anomalie, sont compatibles avec les prédictions du Modèle standard. La même collaboration a également présenté la première observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir...) d'une asymétrie provenant d'autres désintégrations de la même famille de mésons. Le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) devient plus clair, mais l'énigme n'est pas encore résolue.


À l'intérieur du détecteur de LHCb.
Le déséquilibre entre la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide,...) et l'antimatière (Il s'agit ici d'une approche plus "philosophique" sur les questions posées par l'antimatière, ou sur ses applications humaines. Pour une approche plus technique sur la nature de l'antimatière et de ses fonctionnements "intimes", consulter la...) dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) est une question d'une actualité brûlante en physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...). Le mystère provient du fait que, bien qu'on n'observe pas d'objets constitués d'antimatière dans l'Univers, la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée...) prédit la création en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une...) égale de matière et d'antimatière dans les interactions entre particules comme au cours du Big-Bang (Le Big Bang[1] désigne l’époque dense et chaude qu’a connue l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la décrivent,...). La théorie ne prévoit que de légers écarts par rapport à ce comportement très symétrique. Les expériences menées en laboratoire confirment également que les écarts sont faibles et ne suffisent pas à expliquer le déséquilibre profond observé dans l'Univers.

La différence d'environ 1% dont a fait état la collaboration DØ était suffisamment importante pour suggérer les effets d'une nouvelle physique. Toutefois, en étudiant les particules produites dans les collisions de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) au LHC, les physiciens de LHCb ont analysé la désintégration des particules B0s en états finals contenant des muons positifs comme négatifs, qui sont utilisés pour étiqueter la matière et l'antimatière. La différence entre les muons positifs et les muons négatifs peut s'exprimer sous la forme d'un paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) d'asymétrie, assl. La valeur de ce paramètre qu'a établie la collaboration LHCb est la plus précise à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...): assl = (-0,24 ± 0,54 ± 0,33)%.

Ce résultat est cohérent avec la prédiction du Modèle standard et ne confirme pas l'écart par rapport à ce dernier qu'avait annoncé la collaboration DØ. Toutefois, les résultats de LHCb et de DØ restent compatibles à 2 écarts types près. Ainsi, davantage de données seront nécessaires pour faire toute la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) sur la question.

À la même conférence, les physiciens de LHCb ont également présenté le premier élément tendant à prouver que l'asymétrie entre la matière et l'antimatière apparaît lors de la désintégration B± -> K±K+K-. Les physiciens de LHCb prévoient de mener d'autres études pour comprendre pleinement cette désintégration, qui pourrait contribuer à éclaircir le tableau complet matière - antimatière.

La totalité de l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) de données de LHCb en 2011 a été utilisée pour obtenir ces deux résultats. Compte tenu de l'excellente performance du LHC, les physiciens de LHCb pensent pouvoir plus que tripler leur échantillon de données cette année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.).

Pour plus de détails, voir l'exposé de LHCb présenté à la conférence ICHEP de Melbourne et dans la contribution à la conférence donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) ici par LHCb.

Pour plus d'informations, rendez-vous sur la page publique de LHCb.

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Source: Antonella Del Rosso - Copyright CERN