Sciences ;energies etc /Découverte à Brookhaven:EMERGENCE DE LA MATIERE A PARTIR DE PHOTONS /SUITE N°2

S Les découvertes lu labo NRC /BROOKHAVEN couvrent lplus que l 'espce de 3 pages et je dois vous les presenter integralement avant de vous en montrer l intéret théorique .Voici donc le deuxième tronçon qui suit celui présenté hier et qui concerne les ''nuages de paires electron-positon '' XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX ''De telles capacités n'existaient pas lorsque les physiciens Gregory Breit et John A. Wheeler ont décrit pour la première fois la possibilité hypothétique d'entrer en collision avec des particules lumineuses pour créer des paires d'électrons et leurs homologues d'antimatière, connus sous le nom de positrons, en 1934. "Dans leur article, Breit et Wheeler ont déjà réalisé que c'était presque impossible à faire", a déclaré Zhangbu Xu, physicien du Brookhaven Lab, membre de la collaboration STAR du RHIC. « Les lasers n'existaient même pas encore ! Mais Breit et Wheeler ont proposé une alternative : accélérer les ions lourds. Et leur alternative est exactement ce que nous faisons au RHIC. Un ion est essentiellement un atome nu, dépouillé de ses électrons. Un ion d'or, avec 79 protons, porte une puissante charge positive. L'accélération d'un ion lourd aussi chargé à des vitesses très élevées génère un puissant champ magnétique qui s'enroule autour de la particule en mouvement, comme un courant traversant un fil. "Si la vitesse est suffisamment élevée, la force du champ magnétique circulaire peut être égale à la force du champ électrique perpendiculaire", a déclaré Xu. Et cet arrangement de champs électriques et magnétiques perpendiculaires de force égale est exactement ce qu'est un photon : une « particule » quantifiée de lumière. "Donc, lorsque les ions se déplacent près de la vitesse de la lumière, il y a un tas de photons entourant le noyau d'or, voyageant avec lui comme un nuage." Au RHIC, les scientifiques accélèrent les ions d'or à 99,995% de la vitesse de la lumière dans deux anneaux accélérateurs. "Nous avons deux nuages ​​de photons se déplaçant dans des directions opposées avec suffisamment d'énergie et d'intensité pour que, lorsque les deux ions se frôlent sans entrer en collision, ces champs de photons puissent interagir", a déclaré Xu. Photo de Daniel Brandenburg présentant à la conférence Quark Matter 2019enlarge Daniel Brandenburg, membre Goldhaber du Brookhaven Lab, a présenté les résultats STAR liés à cette découverte lors de la conférence Quark Matter 2019. Les physiciens de STAR ont suivi les interactions et recherché les paires électron-positon prédites. Mais de telles paires de particules peuvent être créées par une gamme de processus au RHIC, notamment par le biais de photons «virtuels», un état de photon qui existe brièvement et porte une masse efficace. Pour être sûr que les paires matière-antimatière provenaient de photons réels, les scientifiques doivent démontrer que la contribution de photons « virtuels » ne change pas le résultat de l'expérience. Pour ce faire, les scientifiques de STAR ont analysé les schémas de distribution angulaire de chaque électron par rapport à son positon partenaire. Ces modèles diffèrent pour les paires produites par les interactions de photons réels par rapport aux photons virtuels. «Nous avons également mesuré toute l'énergie, les distributions de masse et les nombres quantiques des systèmes. Ils sont cohérents avec les calculs théoriques de ce qui se passerait avec de vrais photons », a déclaré Daniel Brandenburg, membre Goldhaber du Brookhaven Lab, qui a analysé les données STAR sur cette découverte. D'autres scientifiques ont essayé de créer des paires électron-positon à partir de collisions lumineuses à l'aide de lasers puissants, des faisceaux de lumière intense focalisés. Mais les photons individuels au sein de ces faisceaux intenses n'ont pas encore assez d'énergie, a déclaré Brandenburg. Une expérience au SLAC National Accelerator Laboratory en 1997 a réussi en utilisant un processus non linéaire. Les scientifiques ont d'abord dû augmenter l'énergie des photons d'un faisceau laser en le faisant entrer en collision avec un puissant faisceau d'électrons. Les collisions des photons amplifiés avec plusieurs photons simultanément dans un énorme champ électromagnétique créé par un autre laser produisaient de la matière et de l'antimatière. "Nos résultats fournissent des preuves claires de la création directe et en une seule étape de paires matière-antimatière à partir de collisions de lumière, comme prévu à l'origine par Breit et Wheeler", a déclaré Brandenburg. « Grâce au faisceau d'ions lourds à haute énergie du RHIC et aux mesures d'acceptation et de précision importantes du détecteur STAR, nous sommes en mesure d'analyser toutes les distributions cinématiques avec des statistiques élevées pour déterminer que les résultats expérimentaux sont effectivement cohérents avec de vraies collisions de photons. » A SUIVRE