Cousin lourd de l'électron, le muon se comporte comme un petit aimant en rotation et, depuis longtemps, défie les prédictions du modèle standard de la physique des particules. Laboratoire pour tester des théories peut-être invérifiables avec le LHC, comme celles concernant la matière noire, il a fait l'objet d'une longue prise de mesures avec une expérience menée par les physiciens du Fermilab, aux États-Unis, au point d'avoir peut-être atteint en 2023 le statut de découverte d'une nouvelle physique.
au sommaire
[EN VIDÉO] Interview : qu’est-ce que le vide quantique ? Le vide en physique est un concept difficile à définir. On pourrait penser qu'il désigne...
Comme le prouvent les articles précédents ci-dessous auxquels nous renvoyons pour plus de précision et éviter de faire de trop longues répétitions, cela fait des années que Futura suit la saga de l'énigmatique anomalieanomalie du moment magnétiquemoment magnétique des muons. Sous ces mots ésotériques se cachent des mesures de ce que l'on appelle le moment magnétique des muons, des particules chargées électriquement comme des électrons, mais environ 200 fois plus lourdes qu'eux et qui se désintègrent très rapidement une fois qu'elles sont créées, par exemple lors de collisions d'électrons et de positronspositrons à des énergiesénergies suffisamment élevées pour que, selon la fameuse relation d'Einstein, de l'énergie soit convertie en la massemasse nécessaire pour obtenir un muonmuon et son antiparticule.
S'il n'existait que des électrons, des muons et des photons dans l'Univers, les propriétés des muons, comme leur masse, leur charge et leur moment magnétique similaire à celui d'une barre aimantée, et que l'on exprime au moyen d'une quantité nommée « g », seraient précisément définis.
Mais en raison des effets quantiques et de la présence d'autres particules fondamentales, les gluonsgluons, les quarksquarks, les neutrinos notamment, ces valeurs sont aussi dépendantes des fluctuations quantiques qui font apparaître et disparaître tous les types de particules existant autour des muons, des électrons et des photons, ou qui font que ces particules en émettent avant de les recapturer.
La théorie quantique des champs à la base du modèle standard de la physiquephysique des particules nous dit précisément comment les muons doivent se comporter comme des petites barres aimantées plongées dans un champ magnétiquechamp magnétique. Ils doivent se mettre à avoir un mouvementmouvement de précessionprécession comme une toupie dans un champ de gravitationgravitation.
On peut mesurer ces mouvements pour des muons accélérés presque à la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière dans un anneau de stockage magnétique supraconducteursupraconducteur qui se trouve au mythique Fermilab qui chassait le bosonboson de Brout-Englert-Higgs avant que le LHC ne prenne le relais pour finalement découvrir ce boson.