CERN détecte une désintégration rare ouvrant la voie au zeptomètre
CERN détecte une désintégration rare ouvrant la voie au zeptomètre
Une équipe internationale a détecté à CERN une désintégration de particule extrêmement rare, confirmant une prédiction du modèle standard après plus de quarante ans de recherches. Cette découverte, rendue possible par les mises à niveau du Grand collisionneur de hadrons en 2024, ouvre la voie à l'exploration du zeptoverse.
Des physiciens du CERN ont détecté l'une des désintégrations de matière les plus improbables jamais enregistrées, marquant la première observation expérimentale d'un phénomène qui échappait aux chercheurs depuis plus de quarante ans. Cette découverte, issue des collisions de protons au Grand collisionneur de hadrons (LHC), fournit une preuve cruciale pour le modèle standard de la physique des particules et ouvre une nouvelle voie vers l'exploration du zeptoverse.
L'équipe a identifié des signaux indiquant qu'un méson B neutre s'était désintégré en un muon et un antimuon. Selon le modèle standard, cette transformation spécifique est extraordinairement rare, prédite pour ne se produire qu'une fois sur dix milliards de désintégrations de mésons B neutres. Bien que les mésons se désintègrent fréquemment, la paire muon-antimuon résultante est exceptionnellement difficile à isoler du bruit de fond écrasant des autres interactions de particules.
« Les physiciens poursuivent cette désintégration depuis plus de 40 ans », a déclaré Marco Santimaria, qui a co-dirigé l'équipe d'analyse internationale, dans un communiqué du CERN. « Une précision extrême est nécessaire pour extraire les muons du bruit de fond écrasant. »
La détection a été rendue possible par les récentes mises à niveau du LHC achevées en 2024, qui ont permis une collecte de données plus rapide, et par l'application de nouvelles techniques d'apprentissage automatique conçues pour supprimer le bruit de fond. Ces avancées technologiques ont permis aux chercheurs d'isoler les signaux ténus de ces désintégrations rares de particules de beauté, dont les détails ont été publiés dans un préprint sur arXiv.
Les résultats sont actuellement cohérents avec les prédictions physiques existantes. Cependant, cette observation sert de étape fondamentale vers l'investigation du zeptoverse, où les distances sont mesurées en zeptomètres. Pour contextualiser cette échelle, un atome typique a environ cent mille millions de zeptomètres de diamètre, une différence d'ordre de grandeur comparable à celle entre un humain et une seule cellule cutanée.
Au-delà du zeptoverse se trouvent des échelles théoriques encore plus petites, telles que la longueur de Planck, qui est environ soixante mille milliards de fois plus petite qu'un zeptomètre. Bien qu'il reste inconnu si des structures physiques existent à ce niveau ou si la physique actuelle s'y brise entièrement, l'accès à ce micro-monde pourrait fournir des éclairages sur l'univers durant sa première fraction infinitésimale de seconde après le Big Bang.
Pour l'instant, une grande partie de ce qui se produit dans le zeptoverse reste spéculative. De futures mesures détermineront si des phénomènes uniques à cette échelle existent au-delà des prédictions du modèle standard.
Ch.Kainz--NWT
