Une particule fantôme identifiée dans le laboratoire du CERN

Projection lors de l'exposition du Cern «Universe of Particles», le 13 décembre 2011 à Genève. [FABRICE COFFRINI / AFP]

Des scientifiques du laboratoire de physique nucléaire du Cern, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire, le plus grand centre de physique des particules du monde, près de Genève, ont découvert une nouvelle particule étrange et inattendue au cours de leurs expériences.

Les chercheurs, travaillant sur le détecteur multifonctions Compact Muon Solenoid (CMS) de la machine, ont repéré dans leurs données des bosses curieuses, qui pourraient être la carte de visite d’une particule inconnue qui a plus de deux fois la masse d’un atome de carbone, rapporte le Guardian.

La perspective d’une particule aussi mystérieuse a déconcerté les physiciens autant qu’elle les a enthousiasmés. Même si pour le moment, aucune de leurs théories de la réalité n'inclut cette particule atypique, de nombreux théoriciens travaillent dur sur des modèles qui le font.

«Je dirais que les théoriciens sont enthousiastes et les expérimentateurs très sceptiques», a déclaré Alexandre Nikitenko, théoricien de l’équipe CMS qui a travaillé sur les données. «En tant que physicien, je dois être très critique, mais en tant qu'auteur de cette analyse, je dois aussi faire preuve d'optimisme», a-t-il souligné.

Des scientifiques du laboratoire ont programmé, jeudi, une conférence au cours de laquelle Nikitenko et son collègue, Yotam Soreq, présenteront ces travaux. Ils expliqueront comment ils ont repéré les bosses dans les données CMS, tout en recherchant la preuve d'un cousin plus léger du Boson de Higgs, la particule insaisissable, découverte en 2012 dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC), le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules du monde.

Un nombre inhabituellement élevé de photons enregistrés

De nombreuses particules créées dans le LHC sont extrêmement instables et se désintègrent immédiatement en particules plus stables et plus légères, telles que les photons et les électrons. C'est en recherchant un excès de ces particules, apparaissant comme une bosse dans les données, que les physiciens ont pu trouver de nouvelles particules. Le boson de Higgs, par exemple, a trahi son existence grâce au nombre inhabituellement élevé de photons enregistrés lors de collisions au cours desquelles la particule a été fabriquée.

Mais la physique des particules n’est pas une mince affaire. Ces bosses découvertes pourraient n’être que des fluctuations de statistiques, rien de plus. Les physiciens travaillant au Grand Collisionneur de Hadrons ont expliqué qu’il faudrait peut-être un an d’analyses minimum avant de confirmer ou de nier l’existence de cette nouvelle particule.

Une étude indépendante a déjà rapporté des preuves potentielles de la particule. Arno Heister, un ancien membre de l’équipe CMS qui connaissait les bosses dans les données, a analysé les résultats antérieurs recueillis par Aleph, un détecteur situé sur le précédent accélérateur de particules du Cern, connu sous le nom de Grand collisionneur électron-positon, et a trouvé une bosse similaire. «Cet excès, s'il est réel, est quelque chose de très inattendu», a-t-il déclaré au Guardian.

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