Mesurer la force nucléaire avec la plus grande précision

Des scientifiques de l'Université de Grenade arrivent à mesurer la force nucléaire avec la plus grande précision obtenue jusqu'à cette date. Pour cela, ils ont utilisé plus de 8.000 données expérimentales de dispersion entre neutrons et protons mesurées entre les années 1950 et 2013 par des accélérateurs de particules du monde entier.

Ils ont déterminé le plus précisément possible à cette date la force nucléaire en utilisant pour cela plus de 8.000 données expérimentales de dispersion entre neutrons et protons mesurées entre les années 1950 et 2013 par des accélérateurs de particules du monde entier.

Les chercheurs grenadins proposent dans leur travail une nouvelle forme pour la force nucléaire, qu'ils ont dénommée "potentiel granulé" car, après leur analyse statistique de plus de 8.000 données, ils ont déterminé que leurs résultats offrent une précision moyenne de 96%.

Erreur statistique

"L'importance de notre recherche est que non seulement nous avons obtenu le potentiel nucléaire mais aussi son erreur statistique théorique", explique le professeur José Enrique Amaro Soriano, un des auteurs de l'article. "Ceci permet d'établir des limites dans la précision avec laquelle il est possible de connaître empiriquement l'interaction forte, vu que les données expérimentales sont susceptibles d'erreur. Ces erreurs limitent la précision avec laquelle les théories physiques actuelles peuvent décrire les noyaux atomiques."

Le nouveau "potentiel granulé" découvert à l'Université de Grenade facilitera l'étude des propriétés de l'interaction forte, comme l'indépendance de charge des forces nucléaires, ou la validité des modernes théories chirales (approches de la chromodynamique quantique pour basse énergie). De plus, on peut l'utiliser pour calculer théoriquement les propriétés des noyaux atomiques, comme leur énergie interne, pouvant de plus connaître l'erreur théorique intrinsèque dû à la méconnaissance partielle de l'interaction forte, ce qui était jusqu'à la date une énigme.Le professeur de l'Université de Grenade explique que "les quatre forces fondamentales de la Physique sont l'interaction gravitatoire, l'interaction électromagnétique, l'interaction faible et l'interaction forte. Ces quatre forces sont essentielles pour notre existence. L'interaction forte est la plus intense parmi les quatre et la première qui maintient unis les noyaux atomiques."

L'interaction forte est la responsable de la fusion thermonucléaire qui a lieu à l'intérieur des étoiles à partir de l'hydrogène. Sans cette force, le soleil ne pourrait pas émettre de radiation. "En physique, la connaissance de l'interaction forte est essentielle pour comprendre et décrire les processus qui ont lieu à l'intérieur des noyaux", souligne Amaro. 

Ce travail a été publié récemment dans la revue "Physical Review" qu'édite la Société Américaine de Physique, et son importance a été soulignée par l'éditeur de la revue, qu'il a sélectionné comme le plus recommandé. La recherche a été intégralement réalisée à l'Université de Grenade par Rodrigo Navarro Pérez, Enrique Ruiz Arriola et José Enrique Amaro, physiciens du groupe de recherche "Hadrónica" du département de Physique Atomique, Moléculaire et Nucléaire et de l'Institut Carlos I de Physique Théorique et Computationnelle.

Référence publication:

Coarse-grained potential analysis of neutron-proton and proton-proton scattering below the pion production threshold. R. Navarro Pérez, J. E. Amaro & E. Ruiz Arriola. Physical review C, nº 88, p. 064002, déc. 2013.