Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, le Large Hadron Collider se consacre à la recherche de l'existence d'une physique qui va au-delà du modèle standard. À cette fin, l'expérience de beauté du Grand collisionneur de hadrons (LHCb) a été créée en 1995, spécifiquement dans le but d'explorer ce qui s'est passé après le Big Bang qui a permis à la matière de survivre et de créer l'Univers tel que nous le connaissons.
Depuis ce temps, le LHCb a fait des choses assez étonnantes. Cela comprend la découverte de cinq nouvelles particules, la découverte de preuves d'une nouvelle manifestation de l'asymétrie matière-antimatière et (plus récemment) la découverte de résultats inhabituels lors de la surveillance de la désintégration bêta. Ces résultats, que le CERN a annoncés dans un récent communiqué de presse, pourraient être une indication d'une nouvelle physique qui ne fait pas partie du modèle standard.
Dans cette dernière étude, l'équipe de collaboration LHCb a noté comment la désintégration de B0 les mésons ont entraîné la production d'un kaon excité et d'une paire d'électrons ou de muons. Les muons, pour mémoire, sont des particules subatomiques qui sont 200 fois plus massives que les électrons, mais dont les interactions seraient les mêmes que celles des électrons (en ce qui concerne le modèle standard).
C'est ce que l'on appelle «l'universalité des leptons», qui non seulement prédit que les électrons et les muons se comportent de la même manière, mais devraient être produits avec la même probabilité - avec certaines contraintes résultant de leurs différences de masse. Cependant, en testant la désintégration de B0 mésons, l'équipe a constaté que le processus de désintégration produisait des muons avec moins de fréquence. Ces résultats ont été recueillis lors de la première phase du LHC, qui s'est déroulée de 2009 à 2013.
Les résultats de ces tests de désintégration ont été présentés le mardi 18 avril lors d'un séminaire au CERN, où les membres de l'équipe de collaboration LHCb ont partagé leurs dernières découvertes. Comme ils l'ont indiqué au cours du séminaire, ces résultats sont significatifs dans la mesure où ils semblent confirmer les résultats obtenus par l'équipe du LHCb lors d'études précédentes sur la désintégration.
Il s'agit certainement d'une nouvelle passionnante, car elle laisse entrevoir la possibilité que de nouvelles physiques soient observées. Avec la confirmation du modèle standard (rendu possible par la découverte du boson de Higgs en 2012), étudier les théories qui vont au-delà (c'est-à-dire la supersymétrie) a été un objectif majeur du LHC. Et avec ses mises à niveau achevées en 2015, il a été l'un des principaux objectifs de Run 2 (qui durera jusqu'en 2018).
Naturellement, l'équipe du LHCb a indiqué que d'autres études seront nécessaires avant de pouvoir tirer des conclusions. D'une part, l'écart qu'ils ont noté entre la création de muons et d'électrons comporte une faible valeur de probabilité (aka. Valeur p) comprise entre 2,2. à 2,5 sigma. Pour mettre cela en perspective, la première détection du boson de Higgs s'est produite à un niveau de 5 sigma.
De plus, ces résultats ne sont pas cohérents avec les mesures précédentes qui indiquaient qu'il y avait bien symétrie entre électrons et muons. En conséquence, davantage de tests de désintégration devront être effectués et plus de données collectées avant que l'équipe de collaboration LHCb puisse dire définitivement s'il s'agissait d'un signe de nouvelles particules ou simplement d'une fluctuation statistique de leurs données.
Les résultats de cette étude seront bientôt publiés dans un document de recherche sur le LHCb. Et pour plus d'informations, consultez la version PDF du séminaire.
