ATLAS: première mesure de la masse du W avec les données LHC
Publié par Adrien le 17/12/2016 à 00:00
Source: Corinne Pralavorio - Copyright CERN
La collaboration ATLAS a annoncé le 13 décembre 2016 la première mesure de la masse du boson W au moyen des données des collisions proton-proton produites dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC), à une énergie de 7 TeV dans le centre de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...)


Le détecteur d'ATLAS, l'une des quatre grandes expériences sur le LHC. Cette machine sophistiquée située à 100 mètres sous terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....) mesure 46 mètres de long et 25 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer...). (Photo: Claudia Marcelloni/ CERN)

La mesure de la masse du boson W (Le boson W existe sous deux états opposés de charges électriques notés W+ et W-. Les W+ et W- sont deux des trois bosons de jauge de l'interaction faible. Le troisième boson étant le boson Z) par ATLAS (en rouge) comparée à la prédiction du Modèle Standard (en violet), et combinée avec les valeurs trouvées au LEP ou au Tevatron (en bleu) (Photo: ATLAS Collaboration/CERN)

Le boson (Les bosons représentent une classe de particules qui possèdent des propriétés de symétrie particulières lors de l'échange de particules : un système de particules identiques se...) W a été découvert en 1983 grâce au collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) SPS du CERN. Cette découverte a été récompensée par un prix Nobel de physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les dernières volontés du testament du chimiste Alfred Nobel. Il...) en 1984. Si les propriétés du boson W font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) d'études depuis plus de 30 ans, mesurer la masse de cette particule reste un grand défi. Il est primordial de mesurer précisément la masse du boson W, car tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) écart par rapport aux prédictions du Modèle standard est susceptible d'indiquer l'existence d'une nouvelle physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et...).

Selon les derniers résultats d'ATLAS, la valeur mesurée de la masse du boson W est de 80370±19 MeV, ce qui est conforme aux prédictions du Modèle standard. Cette mesure est également conforme aux valeurs combinées mesurées avec les collisionneurs LEP et Tevatron, ainsi qu'à la moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun...) mondiale (voir le graphique ci-dessus).

Mesurer la masse du boson W est extrêmement délicat au LHC, par rapport aux collisionneurs précédents, en raison du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) élevé d'interactions par croisement de faisceau. Malgré cela, le résultat d'ATLAS concorde (Le Concorde est un avion de transport supersonique construit par l’association de Sud-Aviation (devenue par la suite l’Aérospatiale après sa fusion avec...) avec la meilleure mesure de la masse du boson W obtenue jusque là par une seule expérience, à savoir l'expérience CDF sur le collisionneur Tevatron aux Etats-Unis.
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