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Physique des particules : deux anomalies s’effondrent

Le billet sciences week-end Mathilde Fontez (Epsiloon) et Hervé Poirier (Epsiloon) Le samedi à 6h55, 8h25, 10h55 et 12h55, le dimanche à 6h55, 8h25, 10h25 et 12h55

Deux anomalies physiques viennent de s’évaporer quasi simultanément : un signal intrigant, trouvé en 2020, se révèle être en fait un bruit de fond. Et un autre découvert en 2020 au Cern, le grand accélérateur de particules, se révèle être dû à l’imprécision de l’analyse des données.

franceinfo - Mathilde Fontez

Radio France

Publié le 07/01/2023 09:19

Temps de lecture : 3min

Le LHC comme Large Hadron Collider, le plus grand collisionneur de particules du monde, à la frontière franco-suisse au CERN, l'organisation européenne pour la recherche nucléaire. (Illustration) (PASCAL BOEGLI / pbOOg.com / MOMENT RF / GETTY IMAGES) — Le LHC comme Large Hadron Collider, le plus grand collisionneur de particules du monde, à la frontière franco-suisse au CERN, l'organisation européenne pour la recherche nucléaire. (Illustration) (PASCAL BOEGLI / pbOOg.com / MOMENT RF / GETTY IMAGES)

On plonge dans la matière aujourd'hui avec Mathilde Fontez, rédactrice en chef du magazine scientifique Epsiloon, avec les résultats de deux expériences de physique des particules.

franceinfo : On parle aujourd’hui de deux des plus grandes expériences de physique des particules, qui tentent de percer les secrets de la matière. Elles viennent de publier leurs résultats, tous deux négatifs.

Mathilde Fontez : Oui, les physiciens ont fait chou blanc. La déception est grande. Parce que ces deux expériences de physique des particules semblaient, il y a 2 ans, avoir montré quelque chose de nouveau. Quelque chose qui n’était pas prévu par les lois de la matière qui décrivent l’infiniment petit : les atomes, les électrons, toutes les particules…

Ces expériences semblaient avoir découvert deux anomalies. Et anomalie, c’est un terme positif en physique. Ça veut dire qu’il y a un nouveau phénomène qui s’exprime. Et qui pourrait permettre d’en savoir plus, de mieux décrire la matière. Par exemple, de découvrir de nouvelles particules, comme cette matière noire dont on sait qu’elle constitue 85% de la masse de l’Univers – on la voit dans l’espace, parce qu’elle pèse sur le mouvement des étoiles et des galaxies – Mais personne ne sait de quoi elle est constituée…

Et ces anomalies, finalement, n’en sont pas…

C’est ce que concluent aujourd’hui les deux grandes collaborations de physiciens qui mènent ces expériences, coup sur coup, à quelques semaines d’écart. La première anomalie, c’était un signal repéré dans l’expérience Xenon1, qui consiste en une grande cuve remplie de xénon et bourrée de capteurs, enterrée à 1500 m sous terre en Italie. Les capteurs semblaient avoir détecté la présence d’une particule inconnue.

La deuxième anomalie avait été découverte au LHC, le plus grand collisionneur de particules du monde, à la frontière franco-suisse. Les physiciens pensaient avoir observé un comportement nouveau chez des particules, des désintégrations qui prenaient une forme imprévue. Mais dans les deux cas, les physiciens concluent aujourd’hui qu’il n’y a rien. Ces signaux bizarres sont en fait… du bruit de fond.

Pourquoi a-t-il fallu tant de temps pour s’en rendre compte ?

Parce que ces signaux sont infimes, et noyés dans le flot des phénomènes provoqués par les particules normales, celles qu’on connaît, qui font partie de la théorie. Les physiciens cherchent une déviation minuscule par rapport à ce que prédit cette théorie de la matière.

Parce qu’on sait depuis les années 80, et encore plus depuis la découverte du fameux boson de Higgs, en 2012, que cette théorie est presque parfaite. Tout est dans le presque. Mais la quête continue. Il reste une anomalie encore inexpliquée, on l’appelle l’anomalie g-2. Retenez ce nom. Des résultats à son sujet devraient être publiés cette année.