Les physiciens travaillant au détecteur LHCb du Grand collisionneur de hadrons ont trouvé des indices d'un phénomène qui ne peut être expliqué dans le cadre de la physique moderne - le modèle standard, qui décrit les propriétés de toutes les particules connues.
En mars, un groupe de scientifiques a publié des données montrant que les quarks magiques (quarks b) se désintègrent en muons 15% moins souvent qu'en particules liées aux muons - les électrons. Cela ne peut s'expliquer par le Modèle Standard, qui ne prédit qu'un seul écart entre le muon et l'électron, qui est 200 fois plus léger que son « jumeau ». En d'autres termes, les quarks magiques doivent se désintégrer en muons et en électrons de même fréquence. Cependant, à ce moment-là, la différence entre les données expérimentales et le modèle standard était de trois sigma, ou trois écarts-types, ce qui en physique des particules n'est pas suffisant pour juger de manière concluante d'une découverte.
Pour que les physiciens puissent parler de l'existence d'une force inconnue qui interfère avec la désintégration des quarks b en muons, il est nécessaire d'obtenir un résultat de cinq sigma, lorsque la probabilité que la différence soit due au hasard sera moindre plus d'un sur un million. Bien que la nouvelle étude n'ait pas atteint ce seuil, les scientifiques ont observé le même phénomène : les quarks magiques se désintégraient en muons 30 % moins souvent qu'ils ne se désintégraient en électrons. La différence entre la théorie et l'expérience était d'environ deux écarts-types, soit environ deux sigma. En d'autres termes, la probabilité d'erreur statistique est légèrement supérieure à 2 %.
Selon les scientifiques, la mise en service du détecteur LHCb modernisé permettra de confirmer ou d'infirmer ces données, qui devront collecter des données supplémentaires et fournir des statistiques complémentaires.
Bien que le modèle standard ait réussi tous les tests expérimentaux à ce jour, les scientifiques savent qu'il est incomplet. Il n'inclut pas l'interaction gravitationnelle et ne décrit pas les particules qui pourraient expliquer l'existence de la matière noire, qui exerce l'influence observée sur la matière ordinaire dans l'univers. Récemment, de plus en plus de données sur la nouvelle physique en dehors du modèle standard se sont accumulées, mais jusqu'à présent, les scientifiques n'ont pas trouvé de preuves claires de son existence.
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