Abandonnons
un moment les travaux de remise en état
du jardin ainsi que les recherches sur
les origines de la charge électrique
pour revenir trouver parmi les annonces scientifiques de la semaine 31
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traduction personnelle …La semaine
dernière ce fut difficile …..
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Je vous propose : NA62 experiment at CERN reports first
evidence for ultra-rare process that could lead to new physics
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L'expérience
NA62 au CERN rapporte les premières preuves d'un processus ultra-rare qui
pourrait conduire à une nouvelle physique
par le
Conseil des installations scientifiques et technologiques
PHOTO
L'expérience
NA62 mesure 270 mètres de long et comprend un réservoir à vide de 120 mètres de
long, illustré ici, abritant plusieurs des détecteurs de particules. (Remarque:
l'axe de l'expérience est une ligne droite, la courbure du réservoir est un
effet optique de la photo.) Crédit: CERN
………..
Aujourd'hui,
la collaboration CERN NA62, qui est en partie financée par le Science and
Technology Facilities Council (STFC) du Royaume-Uni et implique un certain
nombre de scientifiques britanniques, a présenté à la conférence ICHEP 2020 à
Prague les premières preuves expérimentales significatives de la désintégration
ultra-rare de le kaon chargé en un pion chargé et deux neutrinos, (ie K + → π + νν).
Le processus
de désintégration est important dans la recherche de pointe en physique car il
est très sensible aux écarts par rapport aux prévisions théoriques. Cela signifie
que c'est l'un des points les plus
intéressants à observer pour les physiciens à la recherche de preuves pour
soutenir un modèle théorique alternatif en physique des particules.
Le
professeur Mark Thomson, physicien des particules et président exécutif du
STFC, a déclaré qu'il s'agissait d'un progrès passionnant car le résultat
montre comment des mesures précises de ce processus pourraient conduire à une
nouvelle physique, au-delà du modèle standard de physique des particules
développé dans les années 1970:
"Le
modèle standard décrit les forces fondamentales et les éléments constitutifs de
l'univers. Il s'agit d'une théorie très réussie, mais il existe plusieurs
mystères de l'univers que le modèle standard n'explique pas, comme la nature de
la matière noire et les origines de ce déséquilibre matière-antimatière dans
l'univers.
«Les
physiciens recherchent des extensions théoriques du modèle standard. Les
mesures de processus ultra-rares offrent une avenue passionnante pour explorer
ces possibilités, dans l'espoir de découvrir une nouvelle physique au-delà du
modèle standard.
Les
participants britanniques à cette recherche proviennent des universités de
Birmingham, Bristol, Glasgow et Lancaster, et ont été financés par STFC, qui
fait partie de UK Research and Innovation, ainsi que par la Royal Society et le
European Research Council (ERC).
PHOTO:
L'expérience
NA62 a été conçue et construite, avec une contribution importante du
Royaume-Uni, spécifiquement pour la mesure de ces désintégrations de kaons
ultra-rares, à partir de kaons produits par un faisceau de protons de haute
intensité unique fourni par le complexe d'accélérateurs du CERN. Les kaons sont
créés en mettant en collision des protons de haute énergie du super-synchrotron
à protons (SPS) du CERN dans une cible de béryllium stationnaire. Cela crée un
faisceau de particules secondaires qui contient et propage près d'un milliard
de particules par seconde, dont environ 6% sont des kaons. L'objectif principal
de NA62 est de mesurer précisément comment la particule de kaon chargée se
désintègre en un pion et une paire neutrino – antineutrino. Le Royaume-Uni joue
un rôle de premier plan dans l'analyse de la décroissance K + → π + νν.
«Ce
processus de désintégration du kaon est appelé le« canal d'or »en raison de la
combinaison du fait qu'il est à la fois ultra-rare et parfaitement prédit dans
le modèle standard. Il est très difficile à capturer et est très prometteur
pour les scientifiques à la recherche d'une nouvelle physique», explique le
professeur Cristina Lazzeroni, physicienne des particules à l'Université de
Birmingham et porte-parole de NA62.
"C'est
la première fois que nous sommes en mesure d'obtenir des preuves expérimentales
significatives de ce processus de désintégration. C'est un moment passionnant
car c'est une étape fondamentale vers la capture de la mesure précise de la
désintégration et l'identification d'éventuels écarts par rapport au modèle standard.
"En
retour, cela nous permettra de trouver de nouvelles façons de comprendre notre
univers. Les instruments et techniques développés dans l'expérience NA62
mèneront à la prochaine génération d'expériences de désintégration de kaon
rares."
Le nouveau
résultat mesuré avec une précision de 30%, donne la mesure la plus précise à ce
jour de ce processus. Le résultat est conforme aux attentes du modèle standard,
mais laisse encore de la place à l'existence de nouvelles particules.
Davantage de
données sont nécessaires pour parvenir à une conclusion définitive sur la
présence ou non d'une nouvelle physique.
Le Dr
Giuseppe Ruggiero, boursier du STFC Ernest Rutherford, de l'Université de
Lancaster, est le principal analyste de cette mesure depuis 2016 et a contribué
à la création de l'expérience
PHOTO
L'analyse
des données de l'expérience a posé un réel défi. Nous avons dû supprimer une
énorme quantité de données indésirables, environ mille milliards de fois. Et
nous devions le faire sans perdre le minuscule signal que nous voulions
détecter. C'est beaucoup plus difficile que de trouver une aiguille dans un
million de meules de foin! Nous avons utilisé une méthode appelée technique
d'analyse aveugle. Ainsi appelé, parce que l'analyse se fait sans regarder dans
la région, ou la "boîte
aveugle", où le signal est censé se trouver. "
Le STFC a
également financé deux bourses Ernest Rutherford, une à l'Université de
Liverpool, puis à Lancaster, et une à l'Université de Birmingham. En outre,
trois doctorants de l'Université de Birmingham ont reçu le soutien du STFC et
un travaille actuellement en tant que chercheur postdoctoral sur le projet. Les
cinq physiciens «en début de carrière» ont travaillé sur le projet.
Les données
utilisées dans la recherche ont été recueillies entre 2016 et 2018 sur le site
de Prevessin du CERN, en France, et la recherche implique plus de 200
scientifiques de 31 institutions. Une nouvelle période de prise de données
débutera en 2021 et permettra à la collaboration NA62 d'apporter une réponse
plus précise sur la question de la nouvelle physique.
Les
résultats
Le nouveau
résultat provient d'une analyse détaillée de l'ensemble complet de données NA62
collectées jusqu'à présent, correspondant à une exposition de désintégrations
de 6 × 1012 kaons. Parce que le processus mesuré est si rare, l'équipe a dû
faire particulièrement attention à ne rien faire qui puisse biaiser le
résultat. Pour cette raison, l'expérience a été réalisée sous la forme d'une
«analyse à l'aveugle», où les physiciens ne regardent initialement que le
contexte pour vérifier que leur compréhension des différentes sources est
correcte.
Seulement
une fois qu'ils sont satisfaits de cela, ils regardent la région des données où
le signal devrait être; c'est ce qu'on appelle une «analyse aveugle». Suite à
une analyse à l'aveugle, dix-sept candidats K + → π + νν sont observés dans
l'ensemble de données principal collecté en 2018, révélant un excès significatif
par rapport au fond attendu de seulement 5,3 événements.
Cet excès
conduit à la première preuve de ce processus (avec une signification
statistique supérieure au niveau des «trois sigma»). Le taux de décroissance,
mesuré avec une précision de 30%, donne la mesure la plus précise à ce jour de
ce processus. Le résultat est conforme aux attentes du modèle standard, mais
laisse encore de la place pour de nouveaux effets physiques. Davantage de
données sont nécessaires pour parvenir à une conclusion définitive sur la
présence ou non d'une nouvelle physique.
La
probabilité que ce processus se produise, appelé «rapport de branchement», pour
la désintégration ultra-rare K + → π + νν est très faible et prédite dans le
modèle standard de physique des particules avec une précision élevée: (8,4 ±
1,0) × 10-11 . Cela conduit à une sensibilité exceptionnelle aux phénomènes
possibles au-delà de la description du modèle standard, faisant de cette
désintégration un «mode d'or», c'est-à-dire l'une des observables les plus
intéressantes à la frontière de la précision de la physique des particules.
L'étude expérimentale est cependant extrêmement difficile en raison du taux
minime, d'une paire de neutrinos à l'état final et d'énormes processus de fond
potentiels. En raison de ses caractéristiques, l'expérience NA62 a une excellente
sensibilité à une variété de désintégrations rares de kaon et de processus
exotiques.
La
collaboration NA62 se prépare à collecter un ensemble de données encore plus
grand en 2021–24, lorsque le SPS du CERN redémarrera, prenant des données à une
intensité de faisceau plus élevée avec une ligne de faisceau et une
configuration de détecteur améliorées. La prochaine cible est une observation
«cinq sigma» de la désintégration K + → π + νν, suivie d'une mesure du taux de
désintégration avec une précision de 10%, fournissant ainsi un test indépendant
puissant du modèle standard de la physique des particules. L'horizon d'un
nouveau programme de physique avec une sensibilité aux taux de désintégration
bien en dessous du niveau 10-11 est maintenant en vue.
Pour
l'avenir à plus long terme, un programme de faisceaux de kaon de haute
intensité commence à prendre forme, avec des perspectives de mesurer la
décroissance K + → π + νν avec une précision de quelques%, pour traiter la
désintégration analogue du kaon neutre, KL → π0νν, et pour atteindre des
sensibilités extrêmes à une grande variété de désintégrations rares de kaon qui
sont complémentaires aux recherches dans le secteur des quarks de beauté.
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Mes commentaires
Jai laissé
les remarques laudatives des auteurs
et mes lecteurs seront ibères d’applaudir
ou pas ces éloges un peu excessifs
Cet exemple
montre clairement que les gens du CERN sont
astreints à faire apparaître dans des milliards de chocs
et de données la toute petite réaction
nucléaire que les théoriciens imaginent ….
REPRÉSENTEZ VOUS-MEMES CHERS LECTEURS OBLIGES
D’ACHETER DES MILLARDS DE BILLTES DE LOTO POUR FONIR
PAR TROUVER LE BON NUMERO !!!!
Dans une physique menée a grands coups de
massue on cherche celui qui
abîmera l ongle de votre petit doigt
gauche !
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