Le mystère du "muon vacillant": observation d'une nouvelle force de la nature ?
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Aimant quadripolaire menant à l'anneau de stockage des muons.
Crédit: Fermilab
Ces résultats se basent sur une expérience antérieure réalisée en 2021. Cependant, cette nouvelle étude présente quatre fois plus de données et une incertitude réduite de moitié. Si ces découvertes sont confirmées, elles pourraient bouleverser la physique telle que nous la connaissons depuis 50 ans.
Le "moment magnétique" du muon, responsable de ce vacillement, pourrait ainsi remettre en question les fondements de la science. Brendan Casey, scientifique principal au Fermilab, a souligné l'importance de ces résultats en déclarant: "Nous explorons vraiment un nouveau territoire."
Souvent appelés "électrons gras", les muons ressemblent aux électrons mais sont 200 fois plus lourds. Ils se désintègrent rapidement en émettant des particules appelées neutrinos. Grâce à leur "spin", ils agissent comme de minuscules aimants et vacillent lorsqu'ils sont soumis à un champ magnétique.
Pour étudier ce phénomène, les physiciens du Fermilab ont propulsé les muons à une vitesse proche de celle de la lumière dans un anneau magnétique superconducteur à très basse température. Les observations ont suggéré que les muons vacillent beaucoup plus que prévu.
Vue de dessus de l'équipement utilisé pour l'expérience g-2 au Fermilab.
Crédit: Ryan Postel, Fermilab
Selon les scientifiques, cette anomalie pourrait être causée par une force encore inconnue, non décrite par le Modèle standard de la physique des particules. Cette force mystérieuse pourrait être une nouvelle dimension ou une particularité inexplorée de l'espace-temps.
Pour obtenir une confirmation définitive, davantage de données et d'analyses sont nécessaires. Les scientifiques prévoient que les résultats finaux seront prêts en 2025.
Les chercheurs ont soumis leurs travaux pour publication dans la revue Physical Review Letters. Une version préliminaire est disponible ici.