Une nouvelle particule pourrait permettre de redéfinir les constantes fondamentales de l’Univers
Repris de
Ainsi, des mesures récentes de haute précision en spectroscopie de l’atome d’hydrogène conduisent à un rayon du proton substantiellement différent de celui obtenu par spectroscopie de l’hydrogène muonique où l’électron est remplacé par un muon.
Dans un travail récent, une équipe internationale impliquant des chercheurs du Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de physique théorique (LAPTh, CNRS / Université Savoie Mont-Blanc) et du Laboratoire Kastler Brossel (LKB, CNRS / Collège de France / ENS – PSL / Sorbonne Université) a proposé un réexamen des procédures habituelles par lesquelles les valeurs des constantes fondamentales sont extraites des jeux de données expérimentales.
Le modèle standard (MS) de la physique des particules décrit avec précision les interactions fondamentales et le comportement des particules élémentaires. Malgré la découverte du boson de Higgs, le MS reste incomplet, notamment parce qu’il n’explique pas la matière noire, les oscillations de neutrinos et l’absence d’antimatière dans l’univers.
Mais il y a plus grave . Le MS laisse un certain nombre de constantes fondamentales non déterminées, comme par exemple la constante de structure fine, ou le rapport entre la masse de l’électron et celle du proton, qui sont déduites d’une comparaison entre résultats expérimentaux et prédictions théoriques du MS.
La multiplication de telles expériences, pour peu qu’elles sondent des processus indépendants les uns des autres, permet de tester la solidité du MS et de chercher des indices d’une nouvelle physique qui irait au-delà de ce dernier.
Références
Self-consistent extraction of spectroscopic bounds on light new physics,
C. Delaunay et al., Physical Review Letters, Publié le 24 mars 2023.
Doi:10.1103/PhysRevLett.130.121801
ABSTRACT
Fundamental physical constants are determined from a collection of precision measurements of elementary particles, atoms, and molecules. This is usually done under the assumption of the standard model (SM) of particle physics. Allowing for light new physics (NP) beyond the SM modifies the extraction of fundamental physical constants. Consequently, setting NP bounds using these data, and at the same time assuming the Committee on Data of the International Science Council recommended values for the fundamental physical constants, is not reliable. As we show in this Letter, both SM and NP parameters can be simultaneously determined in a consistent way from a global fit. For light vectors with QED-like couplings, such as the dark photon, we provide a prescription that recovers the degeneracy with the photon in the massless limit and requires calculations only at leading order in the small new physics couplings. At present, the data show tensions partially related to the proton charge radius determination. We show that these can be alleviated by including contributions from a light scalar with flavor nonuniversal
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