Des chercheurs de l'université de Rochester ont affiné la méthode d'analyse des données mesurées sur le quark top avec une précision inégalée, et les résultats des nouvelles analyses affectent tout, du boson de Higgs à la matière noire qui compose 90% de l'
Univers. Les scientifiques ont développé une nouvelle méthode pour étudier les
données des collisions de l'
accélérateur de particules du Fermilab, bien plus précise que les méthodes précédemment utilisées, et ayant le potentiel de changer la
dynamique du modèle standard de la
physique des particules.
Selon Thomas Ferbel, professeur de physique et d'astronomie à l'
université de Rochester, l'affinage de la méthode d'analyse à permis de réévaluer la masse du
quark top, ce qui a pour conséquence une réévaluation de la gamme d'
énergie dans laquelle se trouve le
boson de Higgs.
Les valeurs des masses du quark top et du boson de Higgs sont cruciales à la compréhension du monde quantique, pouvant permettre de répondre à une des grandes énigmes de la science: d'où vient la masse?
La réévaluation de la masse du quark top a commencé comme projet de thèse d'un étudiant doctorant de Ferbel, Juan Estrada. Il a cherché une meilleure manière de calculer la masse du quark top à partir des anciennes mesures de l'accélérateur de particules du Fermilab. Estrada, avec le scientifique Gaston Gutierrez, a élaboré une méthode basée sur les probabilités, ce qui a eu pour conséquence une très forte augmentation de la précision des résultats. C'est avec l'aide d'un troisième étudiant, Florencia Canelli, que Ferdel a étendu sa méthode sur le calcul du spin du quark top.
Après analyse des données, la nouvelle méthode a apporté presque 40% de précision supplémentaire. Ce fut moins que prévu, mais ça reste un avantage énorme pour les physiciens. Ils se sont alors attachés à mettre à jour tous les anciens résultats.
La principale retombée est que le boson de Higgs - la particule devant définir la masse de la matière - existe apparemment à des niveaux d'énergies plus élevés que les niveaux précédemment recherchés. Comme toutes les particules subatomique sont liées entre elles, des changements de caractéristiques de l'une affectent les autres, c'est le cas en particulier pour le quark top qui est particulièrement massif et affecte ainsi le boson de Higgs. A partir des anciennes valeurs, les physiciens pensaient trouver le boson de Higgs à environ 96 GeV/c2 (gigaélectron-volts). Avec les nouvelles valeurs, le boson de Higgs devrait se trouver à environ 117 GeV/c2, niveau d'énergie jusqu'alors inexploré.
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