SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/2019 WEEK 48 PART 3

Je poursuis la traduction et la publication des 3 articles sélectionnés dans SCIENCE X WEEK 48

 Mais celui là va vous secouer !!!!

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A fifth fundamental force could really exist, but we

haven't found it yet

by Brian Koberlein, Universe Today

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Une 5 ème force fondamentale  pourrait exister ,mais ele n est pas déjà trouvée

L'univers est régi par quatre forces fondamentales: la gravité, l'électromagnétisme et les forces nucléaires fortes et faibles. Ces forces déterminent le mouvement et le comportement de tout ce que nous voyons autour de nous. Du moins, c'est ce que nous pensons. Mais au cours des dernières années, il y a eu de plus en plus de preuves d'une cinquième force fondamentale. De nouvelles recherches n'ont pas découvert cette cinquième force, mais elles montrent que nous ne comprenons toujours pas pleinement ces forces cosmiques.

Les forces fondamentales font partie du modèle standard de la physique des particules. Ce modèle décrit toutes les particules quantiques, y compris les électrons, les protons, l’antimatière et d’autres. Les quarks, les neutrinos et le boson de Higgs font tous partie du modèle.

Le terme "force" dans le modèle est un peu abusif. Dans le modèle standard, chaque force est le résultat de boson porteur. Les photons sont le boson porteur de l'électromagnétisme. Les gluons sont les bosons porteurs de l'interaction forte et les bosons appelés W et Z, l'interaction faible. La gravité ne fait pas techniquement partie du modèle standard, mais il est supposé que la gravité quantique possède un boson appelé graviton. Nous ne comprenons toujours pas complètement la gravité quantique, mais une proposition  est que la gravité peut être ré unie au modèle standard pour produire une théorie unifiée (GUT).

Chaque particule que nous avons écouverte fait partie du modèle standard. Le comportement de ces particules correspond extrêmement précisément au modèle. Les scientifiques ont recherché des particules au-delà du modèle standard, mais jusqu'à présent, ils n'en ont jamais trouvé. Le modèle standard est un triomphe de la compréhension scientifique. C'est l'apogée de la physique quantique.

Mais nous avons commencé à comprendre que cela posait de graves problèmes.

Les observations des galaxies montrent la distribution de la matière noire. Crédit: Radiographie: NASA / CXC / Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse / D.Harvey & NASA / CXC / Durham Univ / R.Massey; Carte optique et optique: NASA, ESA, D. Harvey (École polytechnique fédérale de Lausanne, Suisse) et R. Massey (Université de Durham, Royaume-Uni)

Pour commencer, nous savons maintenant que le modèle standard ne peut pas être combiné avec la gravité comme nous le pensions. Dans le modèle standard, les forces fondamentales "s'unissent" à des niveaux d'énergie supérieurs. L'électromagnétisme et la force faible se combinent en é forve lectrofaible, et l’ électrofaible s'unit au fort pour devenir la force électronucléaire. Aux énergies extrêmement élevées, les forces électronucléaires et gravitationnelles devraient s'unifier. Des expériences en physique des particules ont montré jusqu’ici  que les énergies d’unification ne concordaient pas.

Plus problématique est la question de la matière noire. La matière noire a d'abord été proposée pour expliquer pourquoi les étoiles et les gaz situés sur le bord extérieur d'une galaxie bougent plus rapidement que prévu par la gravité. Soit notre théorie de la gravité est fausse, soit il doit y avoir une masse invisible (sombre) dans les galaxies. Au cours des 50 dernières années, les preuves de la matière noire sont devenues vraiment solides. Nous avons observé comment la matière noire regroupe les galaxies ensemble, comment elle se répartit dans certaines galaxies et comment elle se comporte. Nous savons qu'elle n'interagit pas fortement avec la matière ordinaire ou elle-même, et constitue la majorité de la masse dans la plupart des galaxies.

Mais dans le modèle standard, aucune particule ne pourrait constituer de la matière noire. Il est possible que la matière noire soit constituée de petits trous noirs, par exemple, mais les données astronomiques n'appuient pas vraiment cette idée. La matière noire est probablement constituée de particules non encore découvertes, que le modèle standard ne prédit pas.

Ensuite, il y a l'énergie noire. Des observations détaillées de galaxies lointaines montrent que l'univers est en expansion constante. Ce processus semble être animé par une sorte d'énergie et nous ne comprenons pas comment. Il se pourrait que cette accélération soit le résultat de la structure de l'espace et du temps, une sorte de constante cosmologique qui entraîne l'expansion de l'univers. Il se pourrait que cela soit motivé par une force nouvelle à découvrir. Quelle que soit l'énergie noire, elle représente plus des deux tiers de l'univers.

Tout cela indique que le modèle standard est, au mieux, incomplet. Il y a des choses qui nous manquent fondamentalement dans le fonctionnement de l'univers. De nombreuses idées ont été proposées pour fixer le modèle standard, depuis  la supersymétrie jusq’aux  aux quarks non encore découverts, mais une idée est qu'il existe une cinquième force fondamentale. Cette force aurait son propre boson porteur  avec de nouvelles particules au-delà de celles que nous avons découvertes.

Nous ne comprenons pas la plupart de l’univers. Crédit: Observatoire à rayons X Chandra

Cette cinquième force interagirait également avec les particules que nous avons observées de manière subtile, en contradiction avec le modèle standard. Cela nous amène à un nouveau document prétendant avoir la preuve d'une telle interaction.

L'article examine une anomalie dans la désintégration des noyaux d'hélium 4 et s'appuie sur une étude antérieure des désintégrations du béryllium-8. Le béryllium-8 a un noyau instable qui se désintègre en deux noyaux d'hélium-4. En 2016, l'équipe a constaté que la décomposition du béryllium-8 semblait constituer une légère violation du modèle standard. Quand le noyau  rst  dans un état excité ils  peut émettre une paire électron-positron lorsqu'il se désintègre. Le nombre de paires observées à des angles plus grands est supérieur à celui prédit par le modèle standard et est connu sous le nom d'anomalie Atomki.

Il y a beaucoup d'explications possibles pour l'anomalie, y compris une erreur d'expérimentation, mais l'une d'entre elles serait  que cela est dû au boson de l'équipe nommée X17. Ce serait le boson porteur d'une cinquième force fondamentale (encore inconnue), d'une masse de 17 MeV. Dans le nouveau document, l’équipe a constaté une différence similaire dans la désintégration de l’hélium-4. La particule X17 pourrait également expliquer cette anomalie.

Bien que cela semble passionnant, il y a des raisons d'être prudent. Lorsque vous examinez les détails du nouveau document, vous constaterez quelques modifications étranges des données. Fondamentalement, l'équipe suppose que X17 est exacte et montre que les données peuvent être adaptées à leur modèle. Démontrer qu'un modèle peut expliquer les anomalies n'est pas la même chose que prouver que votre modèle explique les anomalies. D'autres explications sont possibles. Si X17 existe, nous aurions également dû le voir dans d'autres expériences sur des particules, et nous ne l'avons pas fait. Les preuves de cette "cinquième force" sont encore faibles.

La cinquième force pourrait exister, mais nous ne l’avons pas encore trouvée. Ce que nous savons, c'est que le modèle standard ne correspond pas tout à fait, ce qui signifie que des découvertes très intéressantes attendent d'être découvertes

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More information: A.J. Krasznahorkay, et al. New evidence supporting the existence of the hypothetic X17 particle. arXiv:1910.10459v1 [nucl-ex]: arxiv.org/abs/1910.10459

A.J. Krasznahorkay, et al. Observation of Anomalous Internal Pair Creation in 8Be: A Possible Signature of a Light, Neutral Boson. arXiv:1504.01527v1 [nucl-ex]: arxiv.org/abs/1504.01527

Source Universe Today

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 MES COMMENTAIRES

 J ai publié les communications de ces hongrois il y a deux semaines  e n réservant sur le fond mon jugement mais comme il s agit d un article assez  pédagogique  et presenté par SCIENCE  x  j ai décidé de vous le  presenter car bien entendu tout le monde est tombè sur le dos des hongrois !!! Pauvre A.J. Krasznahorkay,   IL VA LUI FALLOIR TROUVER DES PREUVES SUPPLEMENTAIRES !Tout le monde lui  cherche querelle !

Personnellement je veux bien parier qu il va en trouver !  Q u ’il y ait  une sorte  d’association  positron –électron   OU  même  muon –antimuon   a très longue distance   et  requérant  pour cela  un potentiel avec pas mal d’énergie  de  « compronis »  ne me choquerait pas ….. Pourquoi pas ??? ( Un BAISER mais  pas sur la bouche !  , dit l' expression populaire !!!!) car electron et positron s 'annihilent! 

 En revanche  qu on décide qu il s agisse là d une cinquième force   …LA  JE DEMANDE A VOIR