Nouvelle mesure plus précise de l'antiproton

ScienceProbablement pour la première fois, le CERN est parvenu à obtenir une mesure plus précise de l'antimatière que de la matière.

Le résultat est compatible avec l'hypothèse de moments magnétiques égaux pour le proton et l'antiproton. (Mercredi 18 octobre 2017)

Le résultat est compatible avec l'hypothèse de moments magnétiques égaux pour le proton et l'antiproton. (Mercredi 18 octobre 2017) Image: //base.web.cern.ch/

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La collaboration BASE au CERN publie dans la revue Nature une nouvelle mesure du moment magnétique de l'antiproton, plus précise que celle obtenue pour le proton. C'est probablement la première fois que des physiciens réalisent une mesure plus précise pour l'antimatière que pour la matière, selon les chercheurs.

Nombreuses années d'efforts

Grâce à une nouvelle méthode s'appuyant sur des mesures simultanées effectuées sur deux antiprotons piégés séparément dans deux pièges de Penning, BASE a réussi à battre son propre record, établi en janvier. Cela améliore la précision de la mesure précédente d'un facteur 350, permettant une comparaison entre matière et antimatière d'une précision inédite.

«Ce résultat est l'aboutissement de nombreuses années d'efforts de recherche et de développement; il s'agit de l'une des mesures les plus difficiles jamais réalisées dans un piège de Penning», a déclaré Stefann Ulmer, porte-parole de BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment), cité mercredi dans un communiqué de l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN).

Le résultat est compatible avec l'hypothèse de moments magnétiques égaux pour le proton et l'antiproton. L'incertitude de cette nouvelle mesure expérimentale de l'antiproton est désormais significativement plus faible que celle correspondant à la mesure équivalente pour le proton.

«C'est probablement la première fois que des physiciens réalisent une mesure plus précise pour l'antimatière que pour la matière, ce qui démontre les extraordinaires progrès accomplis au Décélérateur d'antiprotons du CERN», ajoute le premier auteur de l'étude, Christian Smorra.

Particules rebelles

Le Décélérateur d'antiprotons, machine unique en son genre, produit des antiprotons de basse énergie pour étudier l'antimatière et «fabriquer» des atomes d'antimatière. C'est grâce à lui que ces particules rebelles sont domptées et transformées en faisceaux de basse énergie envoyés vers les différentes expériences du CERN.

À l'échelle des particules élémentaires, il existe une symétrie presque parfaite entre matière et antimatière. À l'échelle cosmologique, en revanche, la matière est prépondérante par rapport à l'antimatière.

Pour comprendre cette contradiction fondamentale, il est impératif que les scientifiques comparent les propriétés des particules et des antiparticules correspondantes avec une grande précision. Le moment magnétique, qui détermine comment une particule se comporte lorsqu'elle est soumise à un champ magnétique, est l'une des caractéristiques intrinsèques des particules les plus étudiées.

Même si différentes particules ont des comportements magnétiques différents, les moments magnétiques des protons et des antiprotons sont supposés ne différer que par leur signe, en vertu de ce qu'on appelle la symétrie charge-parité-temps. Toute différence dans les valeurs mesurées remettrait en question le modèle standard de la physique des particules et pourrait ouvrir des perspectives sur une nouvelle physique. (ats/nxp)

Créé: 18.10.2017, 21h11

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