Le Monde du Proton |
Au Cour du Proton, une Pression Incroyable |
S.R. - SCIENCES ET AVENIR N°866 > Avril > 2019 |
Le Proton est trop Petit pour la Théorie |
Une équipe internationale a obtenu une mesure inattendue de la taille du proton. Ce résultat pourrait ouvrir la porte d'une physique inconnue.
Des physiciens de l'Institut Paul Scherrer, en Suisse, ont mesuré le diamètre du proton (constituant, comme le neutron, du noyau atomique) avec une précision jamais atteinte. Mais, étrangement, la valeur obtenue est incompatible avec les résultats antérieurs. La différence n'est que de quelques centièmes de femtomètre (10-12 mètre)... mais suffisante pour embarrasser les théoriciens. Pour en arriver là, les chercheurs ont utilisé des atomes d'hydrogène dans lesquels l'électron (qui orbite autour du noyau) avait été remplacé par un muon. "Plus massif que l'électron, le muon 'orbite' plus proche du proton. Il est donc plus sensible à la taille de ce dernier", explique François Biraben, du Laboratoire Kastler Brossel (LKB), à Paris, qui a participé à l'expérience. En mesurant l'écart entre deux niveaux d'énergie de ces atomes d'hydrogène "modifiés" puis en reportant cette valeur dans les équations de l'électrodynamique quantique (qui décrit les interactions entre particules chargées au sein de l'atome), les physiciens en ont déduit le diamètre du proton : "Nous nous attendions à préciser la valeur admise, d'où notre surprise". S'agirait-il d'une erreur expérimentale ? Personne n'y croit. Les équations de l'électrodynamique quantique seraient-elles incomplètes ?
"Peut-être avons-nous négligé des termes qui ne devaient pas l'être, analyse Paul lndelicato, lui aussi au LKB. Même si ça paraît étonnant. "Reste la possibilité d'avoir mis le doigt sur une physique inconnue, non prise en compte par les théories actuelles. "On n'en est pas là, poursuit le physicien. Mais si tout le reste est confirmé, il faudra se poser la question". Le mystere est total.
M.G. - SCIENCE & VIE > Septembre > 2010 |
La Masse du Proton enfin Calculée |
Pour la première fois, des chercheurs de l'université de Wuppertal (Allemagne) et du Centre de physique théorique de Marseille ont réussi à calculer la masse des constituants principaux de la matière comme les protons ou les neutrons, et d'une dizaine d'autres membres de la famille des hadrons.
Ces particules sont constituées d'autres éléments, plus petits, les quarks et les gluons. Et il ne suffit pas de mettre sur la balance ces quarks et gluons pour connaître la masse de leur union : 95 % de celle-ci est en fait due à l'énergie de leur interaction, selon la formule d'Einstein, E = mc², qui relie masse, m, et énergie, E. Toute la difficulté est de calculer précisément ces forces agissant entre quarks et gluons. Le nombre de variables concernées ainsi que la propension de ces particules à apparaître et disparaître sans cesse ou à interagir les unes avec les autres en cascades, ont nécessité des trésors d'imagination pour rendre ce calcul faisable.
Voilà qui est fait, et le résultat valide la théorie des interactions fortes qui régissent le monde des gluons et des quarks ! Les superordinateurs du Centre de calcul du CNRS à Orsay et de l'université de Juliers (Allemagne) ont été mis à contribution. Le résultat permet d'envisager des situations plus compliquées comme l'interaction entre deux hadrons, courante dans les accélérateurs de particules.
D.L. - SCIENCES ET AVENIR N°743 > Janvier > 2009 |