traduction de :
Making quantum physics easier to digest in schools: Experts encourage focus on two-state systems
La recherche sur les particules se rapproche de la réponse à la raison de notre présence ici : les physiciens décrivent les 10 prochaines années de recherche sur les neutrinos
par Michael Miller, Université de Cincinnati
Des ouvriers creusent une caverne pour l'expérience Deep Underground Neutrino dans le Dakota du Sud. Crédit : Lynn Johnson/Fermilab
Les physiciens seront bientôt plus près que jamais de répondre à des questions fondamentales sur les origines de l'univers en en apprenant davantage sur ses plus petites particules.
Le professeur Alexandre Sousa de l'Université de Cincinnati a décrit dans un nouvel article les 10 prochaines années de recherche mondiale sur le comportement des neutrinos, des particules si minuscules qu'elles traversent pratiquement tout par milliers chaque seconde à une vitesse proche de celle de la lumière.
Les neutrinos sont les particules ayant une masse les plus abondantes dans l'univers, c'est pourquoi les scientifiques veulent en savoir plus sur eux.
Ils sont créés par des réactions de fusion nucléaire dans le soleil, par désintégration radioactive dans les réacteurs nucléaires ou la croûte terrestre ou dans les laboratoires d'accélérateurs de particules. Au cours de leur voyage, les neutrinos peuvent passer d'un type de neutrino à l'autre, ou « saveurs », et inversement.
Mais des résultats expérimentaux inattendus ont amené les physiciens à soupçonner qu'il pourrait exister une autre saveur de neutrino, appelée neutrino stérile, car elle semble immunisée contre trois des quatre « forces » connues.
« Théoriquement, il interagit avec la gravité, mais il n'a aucune interaction avec les autres, la force nucléaire faible, la force nucléaire forte ou la force électromagnétique », a déclaré Sousa.
Dans un nouveau livre blanc publié dans le Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, Sousa et ses coauteurs discutent des anomalies expérimentales dans l'exploration des neutrinos qui ont déconcerté les chercheurs. Le document est le fruit de l'exercice de planification communautaire de la physique des particules, appelé « Snowmass 2021/2022 ».
Les représentants de la physique des hautes énergies se réunissent tous les 10 ans pour collaborer sur l'avenir de la physique des particules aux États-Unis et chez ses partenaires internationaux.
Sousa est l'un des auteurs correspondants de l'article qui traite de certains des projets les plus prometteurs à venir au cours de la prochaine décennie.
Le professeur Jure Zupan de l'UC, le professeur associé Adam Aurisano de l'UC, le chercheur invité Tarak Thakore de l'UC, le chercheur postdoctoral Michael Wallbank de l'UC et les étudiants en physique Herilala Razafinime et Miriama Rajaoalisoa de l'UC ont également contribué à l'article.
"Des progrès en physique des neutrinos sont attendus sur plusieurs fronts", a déclaré Zupan.
Outre la recherche de neutrinos stériles, Zupan a déclaré que les physiciens étudient plusieurs anomalies expérimentales - des désaccords entre les données et la théorie - qu'ils pourront tester dans un avenir proche avec les expériences à venir.
En savoir plus sur les neutrinos pourrait bouleverser des siècles de notre compréhension de la physique. Plusieurs projets sur les neutrinos ont été récompensés par la plus haute distinction scientifique du monde, le prix Nobel, le plus récent avec la découverte des oscillations des neutrinos recevant le prix Nobel de physique 2015. Des pays comme les États-Unis investissent des milliards de dollars dans ces projets en raison de l’immense intérêt scientifique que suscitent ces questions.
Une question se pose : pourquoi l’univers contient-il plus de matière que d’antimatière si le Big Bang a créé les deux à parts égales ? La recherche sur les neutrinos pourrait fournir une téponse
"Cela ne fera peut-être pas de différence dans votre vie quotidienne, mais nous essayons de comprendre pourquoi nous sommes ici", a déclaré Sousa. "Les neutrinos semblent détenir la clé pour répondre à ces questions très profondes".
Sousa fait partie de l'un des projets les plus ambitieux
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COMMENTAIRES
Ce genre d article n est qu une forme de communication générale et non un recensement précis des mystères non résolmus et de l amélioration
des moyens de détection ...Par exemple pourquoi au lieu de se comporter comme des électrons et des positons, on pense que tous les neutrinos sont gauchers (spin = +½ ) et tous les antineutrinos sont droitiers (spin = -½). ????? les 3 " saveurs se différencient comment ???
ETC
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"It might not make a difference in your daily life, but we're trying to understand why we're here," Sousa said. "Neutrinos seem to hold the key to answering these very deep questions."
Sousa is part of one of the most ambitious
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