Le CERN découvre un indice de haute importance d’une physique au-delà du Modèle Standard

Des physiciens travaillant au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN ont découvert ce qui pourrait être l'un des indices les plus solides à ce jour que le Modèle Standard de la physique des particules est incomplet, en publiant des résultats montrant des désintégrations rares de type « pingouin » de particules subatomiques se comportant d'une manière que la théorie actuelle ne peut expliquer. Cette découverte survient alors que le LHC se prépare à fermer pour sa mise à niveau à haute luminosité, un projet désormais assombri par la décision du Royaume-Uni de retirer son financement.

Une anomalie à quatre sigmas

Les résultats, acceptés pour publication dans Physical Review Letters, proviennent de l'expérience LHCb et impliquent la désintégration de particules appelées mésons B en kaons et en paires de muons. Les chercheurs ont constaté que les angles sous lesquels les produits de désintégration émergent contredisent les prédictions du Modèle Standard à un niveau de quatre écarts-types, ce qui signifie qu'il n'y a qu'une chance sur 16 000 qu'une fluctuation statistique aléatoire produise un tel résultat si le Modèle Standard est correct.scitechdaily+2

Les preuves de cette anomalie s'accumulent discrètement depuis 2015, la dernière analyse s'appuyant sur environ 650 milliards de désintégrations accumulées au cours de deux cycles du LHC entre 2011 et 2018. William Barter, physicien des particules à l'Université d'Édimbourg qui travaille sur le LHCb, a déclaré à Nature qu'une explication possible est une particule hypothétique appelée Z-prime agissant comme un intermédiaire virtuel dans le processus de désintégration.nature

Bien que le résultat soit inférieur au seuil de cinq sigmas requis par les physiciens pour revendiquer une découverte, les chercheurs notent que les preuves croissantes sont difficiles à ignorer. « Malgré notre enthousiasme, des questions théoriques ouvertes subsistent qui nous empêchent d'affirmer définitivement qu'une physique au-delà du Modèle Standard a été observée », a reconnu l'équipe.sciencedaily

Les coupes budgétaires britanniques menacent les découvertes futures

Le timing est délicat. Le LHC doit fermer le 29 juin pour sa mise à niveau à haute luminosité, qui multipliera par dix les collisions de particules. Mais le gouvernement britannique a annoncé début 2025 qu'il annulerait plus de 250 millions de livres sterling de financement prévu pour l'infrastructure physique, y compris les contributions à la mise à niveau du LHCb au CERN.physicsworld+3

La décision de UK Research and Innovation signifie que l'expérience LHCb terminera probablement ses opérations en 2033 sans son détecteur de nouvelle génération prévu. Les coupes font partie de réductions plus larges du STFC totalisant 162 millions de livres sterling sur quatre ans, alors que le gouvernement réoriente ses ressources vers l'intelligence artificielle et les sciences de la vie.ft+2

Et ensuite ?

Si l'anomalie persiste avec davantage de données issues de l'ère de la haute luminosité, elle pourrait pointer vers des particules ou des forces entièrement nouvelles. Mais comme l'a rapporté Physics Today, les physiciens britanniques se préparent désormais à un rôle réduit dans les expériences mêmes qui pourraient confirmer ou infirmer ces indices alléchants.PHYSICS TODAY