Neutrinos et trous noirs : IceCube vérifie l'existence de la résonance Glashow prédite il y a 60 ans

Laurent Sacco - Futura Sciences - 17/03
Prédite il y a plus de 60 ans par le prix Nobel de physique Sheldon Glashow alors qu'il était sur la piste de la théorie électrofaible unifiant électromagnétisme et radioactivité, la résonance...

Prédite il y a plus de 60 ans par le prix Nobel de physique Sheldon Glashow alors qu'il était sur la piste de la théorie électrofaible unifiant électromagnétisme et radioactivité, la résonance Glashow a enfin été vérifiée avec un antineutrino dans le détecteur IceCube. Elle ouvre une nouvelle fenêtre sur la physique des quasars.

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Pendant la première moitié du XXe siècle, les physiciens ont fait une impressionnante plongée dans le monde quantique qui les a conduits de l'atome au noyau. Ces territoires étant suffisamment explorés et compris, mais recelant encore bien des mystères, ils ont pu alors débuter un nouveau voyage en quête d'un dévoilement de l'Arkhè de la matière et des forces en continuant d'appliquer le programme tracé par Platon, Descartes, Galilée et Newton.

Au cours des années 1950, il s'agit donc clairement de comprendre les particules élémentaires, c'est-à-dire l'origine des propriétés des protons et des neutrons. Une nouvelle science nécessitant de nouveaux instruments, la mise en service des premiers grands accélérateurs de particules va ouvrir une ère dont nous ne sommes pas sortis. L'étude des mésons π responsables des forces nucléaires fortes à courte portée entre nucléons, et de la radioactivité bêta impliquée dans les réactions nucléaires entre ces nucléons et qui font briller le Soleil avec le cycle proton-proton et partiellement CNO, est alors à l'ordre du jour. Cela va conduire à la découverte de plusieurs neutrinos et leptons ainsi qu'à un déluge de nouveaux hadrons qui vont défier pendant presque 20 ans la sagacité des théoriciens jusqu'à la découverte de la théorie des quarks et des équations de la QCD.

De nouveaux bosons pour une théorie unifiée

Or, vers la fin des années 1950, plusieurs théoriciens sont sur la piste d'une théorie des forces nucléaires faibles responsable de la radioactivité bêta qui va au-delà de la théorie proposée par Fermi au cours des années 1930 -- une introduction simple aussi bien à la théorie quantique qu'à la théorie de Fermi peut se trouver dans le livre du prix Nobel Max Born, une lecture indispensable pour tout étudiant de la physique moderne. Le prix Nobel T.D Lee a expliqué que lui et Fermi lui-même avaient déjà pressenti cette théorie dès 1948, qu'ils pensaient même décrire une force universelle, pas limitée à la radioactivité. Mais elle ne pourra naître qu'avec les découvertes de Feynman, Gell-Mann, Sudarshan et Marshak ; plusieurs autres noms de la physique avaient également en tête à ce moment-là des idées plus ou moins similaires.

Cette nouvelle théorie en gestation conduit finalement à introduire des cousins du photon neutre de la force électromagnétique et des pions chargés de Yukawa, des bosons vecteurs de la for...
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