Les scientifiques sont sur le point de découvrir une cinquième force de la nature, selon de nouvelles données du Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) dans l’Illinois. Les résultats proviennent d’expériences qui ont mesuré le comportement des muons, cousins lourds des électrons, dans un champ magnétique, rapporte theguardian.com
Les muons agissent comme de minuscules aimants qui tournent autour de la direction du champ magnétique, comme une toupie.
Cependant, ils vacillent également lorsqu’ils tournent, et la fréquence de cette oscillation peut être prédite par le modèle standard de la physique des particules, qui décrit trois des quatre forces fondamentales connues : la force électromagnétique et les forces nucléaires fortes et faibles.
Le modèle standard, cependant, ne tient pas compte de la quatrième force, la gravité, ni de la matière noire, une substance mystérieuse qui représente environ 27 % de l’univers.
De plus, les expériences au Fermilab ont montré que les muons vacillaient plus que prévu, suggérant qu’il pourrait y avoir une autre force en jeu, au-delà du modèle standard.
Le Dr Mitesh Patel de l’Imperial College de Londres, qui a participé aux expériences, a déclaré :
« Nous parlons d’une cinquième force parce que nous ne pouvons pas nécessairement expliquer le comportement [dans ces expériences] avec les quatre que nous connaissons. »
Une explication possible de l’écart est qu’il existe de nouvelles particules qui interagissent avec les muons et affectent leur oscillation. Ces particules pourraient être porteuses d’une cinquième force de la nature, similaire à la façon dont les photons transportent la force électromagnétique.
Le professeur Jon Butterworth de l’University College de Londres, qui travaille sur l’expérience Atlas au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du Cern, a déclaré :
« Si les mesures ne correspondent pas à la prédiction, cela pourrait être le signe qu’il existe des éléments inconnus. particule apparaissant dans les boucles – qui pourrait, par exemple, être porteuse d’une cinquième force.
Les résultats ne sont pas encore concluants, car il existe encore une certaine incertitude autour de la prédiction théorique de la fréquence d’oscillation. Patel a déclaré que davantage de données et d’analyses sont nécessaires pour confirmer ou exclure l’existence d’une cinquième force. Il a également noté que d’autres expériences au LHC et ailleurs recherchent des signes de nouvelle physique au-delà du modèle standard.
Butterworth a déclaré:
« Si l’écart est confirmé, nous serons sûrs qu’il y a quelque chose de nouveau et d’excitant, mais nous ne saurons pas exactement de quoi il s’agit. »
Les résultats de Fermilab ont été publiés dans Physical Review Letters et sont basés sur des données de 2018. Les expériences se poursuivront jusqu’en 2024, collectant davantage de données et améliorant la précision des mesures.
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