NA62 observe deux candidats à une désintégration rare
Publié par Redbran le 10/10/2019 à 14:00
Source: CERN
L'expérience NA62 a détecté deux possibles occurrences de la désintégration d'un kaon de charge positive en un pion et une paire neutrino-antineutrino.


L'expérience NA62, située dans la zone Nord du CERN (Image: CERN)

Existe-t-il de nouvelles particules, encore inconnues, grâce auxquelles nous pourrions faire 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...) sur la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre) désigne la matière apparemment indétectable, invoquée pour rendre compte d'effets inattendus, notamment au sujet des...) et sur d'autres mystères de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) ? Pour tenter de répondre à cette question, les physiciens des particules analysent généralement la myriade de particules qui sont produites lors des collisions. Mais ils ont aussi une autre technique, indirecte mais efficace, pour chercher de nouvelles particules ; celle-ci consiste à mesurer des processus rares dont la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) est prédite avec précision par le Modèle standard de la physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On...). Une légère divergence entre la prédiction du Modèle standard et les mesures de haute précision réalisées constituerait un signe de la présence de nouvelles particules ou de phénomènes jamais observés auparavant.

L'un de ces processus est la transformation, ou "désintégration", d'une variante de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement...) positive de la particule appelée kaon (Un kaon est une particule (K) de la famille des mésons, composé d'un quark et d'un anti-quark.) en un pion (Le terme Pion peut désigner :) de charge positive assorti d'une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) neutrino-antineutrino. Lors d'un séminaire qui s'est déroulé au CERN, la collaboration NA62 a rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant à la fois des objets et des sources de lumière et vue...) compte de deux possibles occurrences de cette désintégration extrêmement rare du kaon. Ce résultat, présenté pour la première fois lors de la Conférence internationale sur la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) du kaon, démontre le potentiel de l'expérience pour réaliser un test précis du Modèle standard.

Le Modèle standard prédit que les probabilités qu'un kaon de charge positive se désintègre en un pion de charge positive assorti d'une paire neutrino-antineutrino (K+ → π+ ν ν) est seulement d'environ une sur dix milliards, avec une incertitude de moins de dix pour cent. Une déviation même légère par rapport à cette prédiction constituerait un signe d'une nouvelle physique, au-delà du Modèle standard.

L'expérience NA62 produit des kaons de charge positive (K+) et d'autres particules en envoyant sur une cible de béryllium des protons en provenance du Supersynchrotron à protons. Elle utilise ensuite plusieurs types de détecteurs pour identifier et mesurer les kaons K+ et les particules produites lors de leur désintégration.

En 2018, l'équipe de NA62 a rapporté avoir trouvé un événement candidat pour la désintégration K+ → π+ ν ν dans un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de données (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...) enregistré en 2016, qui comprenait environ 100 milliards de désintégrations du K+. Dans sa nouvelle étude, la collaboration a analysé un ensemble de données environ 10 fois plus important, enregistré en 2017, et a repéré deux événements candidats. En combinant ce résultat avec le précédent, l'équipe a déterminé que la fréquence relative (appelée "rapport d'embranchement") de la désintégration K+ → π+ ν ν serait au maximum de 24,4 sur 100 milliards de désintégrations du K+. Cette valeur combinant les deux résultats est compatible avec la prédiction du Modèle standard, et a permis à l'équipe de fixer des limites pour les théories sur la physique au-delà du Modèle standard prédisant des fréquences plus élevées que cette limite supérieure.

"C'est une belle réussite, sur laquelle nous pourrons nous appuyer pour aller plus loin. Maintenant que nous avons une technique d'expérimentation bien établie, nous allons chercher des moyens de la perfectionner en utilisant les données que nous avons enregistrées en 2018, explique Cristina Lazzeroni, porte-parole de l'expérience.L'ensemble de données de 2018 est deux fois plus important que celui de 2017, donc il devrait nous permettre de trouver plus d'événements et de réaliser un test plus précis du Modèle standard."
Page générée en 0.177 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique