New physics needed? Experts suggest possibility of updating fundamental physics concepts
by Southern Methodist University
par Southern Methodist University
Une découverte inattendue sur la formation de notre univers soulève à nouveau la question : avons-nous besoin d'une nouvelle physique ? La réponse pourrait fondamentalement changer ce que les étudiants en physique apprennent dans les cours du monde entier. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SSC
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La SMU a joué un rôle important dans l'analyse, en utilisant les capacités de calcul haute performance de l'université pour explorer différents scénarios qui pourraient expliquer les résultats.
« Les données de ce que l'on appelle DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), combinées à celles dont nous disposions déjà, constituent les données les plus précises que nous ayons vues jusqu'à présent, et elles suggèrent quelque chose de différent de ce à quoi nous nous attendions », a expliqué l'un des coauteurs de l'étude, Joel Meyers, professeur associé de physique à la SMU. « Maintenant, nous devons comprendre pourquoi il en est ainsi. »
Les physiciens théoriciens Nathaniel Craig de l'UC Santa Barbara et du Kavli Institute for Theoretical Physics, Daniel Green de l'UC San Diego et Surjeet Rajendran de l'université Johns Hopkins ont travaillé avec Meyers sur cette analyse.
Ce que DESI a découvert... et pourquoi c'était surprenant
DESI crée la carte 3D la plus grande et la plus précise de notre univers, fournissant une mesure clé qui permet aux cosmologistes de calculer ce qu'ils appellent l'échelle de masse absolue des neutrinos.
Cette échelle de masse absolue a été déterminée à partir de nouvelles mesures des oscillations acoustiques baryoniques du DESI, ainsi que d'informations dont disposaient déjà les physiciens à partir de la « rémanence » du Big Bang (lorsque l'univers a été créé), connue sous le nom de fond diffus cosmologique.
Tout au long de l'évolution de l'univers, le comportement des neutrinos a eu un impact sur la croissance de structures à grande échelle, telles que les amas de galaxies à travers les vastes étendues de l'espace que nous voyons aujourd'hui. Les neutrinos sont l'une des particules subatomiques les plus abondantes de l'univers, mais ils sont aussi mystérieux qu'omniprésents. L'une des raisons pour lesquelles les physiciens veulent connaître l'échelle de masse des neutrinos est que cela peut les aider à mieux comprendre comment la matière s'est agrégée au cours de l'évolution de l'univers.
Les cosmologistes, ceux qui étudient l'origine et le développement de l'univers, pensent depuis longtemps que les neutrinos massifs ont empêché la matière de s'agréger autant qu'elle aurait pu le faire au cours de 13,8 milliards d'années d'évolution cosmique.
« Mais plutôt que la suppression attendue du regroupement de matière, les données favorisent plutôt un regroupement renforcé de matière, ce qui signifie que la matière dans le cosmos est plus groupée que ce à quoi on pourrait s'attendre », a déclaré Meyers, qui se spécialise dans la cosmologie théorique, notamment le fond diffus cosmologique, l'univers primitif et les liens avec la physique des hautes énergies et des particules.
« Expliquer cette amélioration peut indiquer un problème avec les mesures, ou cela pourrait nécessiter une nouvelle physique non incluse dans le modèle standard de la physique des particules et de la cosmologie. »
Le modèle standard de la physique des particules, celui que les étudiants ont probablement appris en cours de physique, a longtemps été la meilleure théorie des scientifiques pour expliquer comment les éléments de base de la matière interagissent. Cette découverte de neutrinos est la dernière mesure, similaire à ce que l'on appelle la « tension de Hubble », qui suggère que nous ne connaissons peut-être pas notre univers aussi bien que nous le pensons, a déclaré Meyers.
Dans leur étude, Meyers et ses collègues ont examiné des scénarios dans lesquels les physiciens pourraient avoir besoin de modifier le modèle standard, mais pas de le jeter complètement. Ils ont également examiné l'introduction de nouveaux concepts de physique. Ils ont également cherché à savoir si des erreurs systématiques dans les mesures clés pouvaient expliquer la surprenante découverte du DESI.
Il faudra probablement des années pour savoir laquelle des théories des chercheurs est correcte.
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COMMENTAIRE
1§Avons nous besoin d une nouvelle physique ??
Les experts dans cet article suggèrent la possibilité de mettre à jour les concepts fondamentaux de la physiqLa réponse pourrait fondamentalement changer ce que les étudiants en physique apprennen
2/
Quel est l'objectif principal de la recherche en physique à l'heure actuelle ?
Les physiciens font ce qu'ils eqperent etre le meilleur
pour mieux comprendre comment tout dans l'univers fonctionne à un niveau fondamental. Les physiciens étudient
par exemple
des phénomènes
comme la gravité, la matière noire et les particules, pour comprendre comment elles fonctionnent et leurs relations les unes avec les autres
3/Certains des articles parus sur ce site suggèrent une remise a plat du modèle standard des particules et du modèle standard de la cosmologie
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More information: Nathaniel Craig et al, No νs is Good News, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.00836
Journal information: arXiv
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