Rencontres de Moriond EW 2012 : Les résultats de LHCb imposent des contraintes supplémentaires à une nouvelle physique
Les résultats importants présentés aujourd’hui par la collaboration LHCb aux Rencontres de Moriond EW 2012 confirment les prévisions du Modèle standard avec une précision sans précédent, tout en fixant des limites aux écarts possibles liés à une nouvelle physique.
LHCb est une expérience de précision visant la mise en évidence d’une nouvelle physique par l’étude de certaines désintégrations rares. Des particules qui n’ont pas encore été découvertes pourraient laisser leur empreinte en modifiant le taux de désintégration et d’autres paramètres de physique. Des écarts par rapport aux valeurs prévues par le Modèle standard – l’ensemble actuel des théories de la physique qui décrit une grande variété de phénomènes naturels – pourraient suggérer aux scientifiques l’existence de nouveaux territoires.
Prenons par exemple la désintégration du méson B0s – une particule composée d’un antiquark b lié à un quark étrange – en deux muons. Les théoriciens ont calculé que, selon le Modèle standard, ce type de désintégration devrait se produire environ 3 fois par milliard (10-9) de désintégrations. Mais, si de nouvelles particules, prévues par des théories telles que la supersymétrie, existent, cette désintégration pourrait se produire beaucoup plus souvent. L’expérience LHCb a montré que la fréquence de désintégration d’une particule Bs en une paire de muons de charge opposée n’est pas supérieure à 4,5 fois par milliard de désintégrations – donc très proche de la valeur prévue par le Modèle standard. Les mesures imposent donc des limites plus serrées à l’existence de nouvelles particules ne relevant pas du Modèle standard, du moins dans les modes d’existence prévus à ce jour par les théoriciens.
Les mésons B0s recelaient également un autre secret, découvert récemment par les chercheurs de LHCb : des indices montrant que ces mésons violent la symétrie CP. Les physiciens considèrent que ce phénomène est d’une importance primordiale, car il révèle des différences entre matière et antimatière. La violation de la symétrie CP avait été observée auparavant pour les particules K0 et B0. Il y a peu, la collaboration LHCb a aussi publié les premiers indices d’un tel phénomène pour les particules D0.
À la même conférence, les chercheurs de LHCb ont également fixé des limites au taux de désintégration du méson D neutre en deux muons. Le Modèle standard prévoit l’extrême rareté de ce mode de désintégration – seulement une fois par million de million (10-12) de désintégrations ; or le nouveau résultat montre qu’il se produit moins de dix fois par milliard, ce qui améliore la limite précédente d’un facteur supérieur à un ordre de grandeur.
Un autre paramètre sensible à l’existence de nouvelles particules est le « paramètre φs », auquel le Modèle standard assigne une valeur faible. Pour le mesurer, les chercheurs de LHCb ont exploité certains effets quantiques complexes. De nouvelles particules non prévues par le Modèle standard pourraient se manifester par des valeurs mesurées très grandes – alors que le nouveau résultat montre que le paramètre est en fait petit. En outre, la mesure est entachée d’une incertitude qui définit la région où un complément d’étude est nécessaire pour poursuivre la recherche d’effets possibles non prévus par le Modèle standard.
Des informations plus détaillées sur les nouveaux résultats de l’expérience LHCb sont accessibles sur le site public de LHCb et depuis la page des communiqués de presse du CERN. La campagne 2012 de prise de données va bientôt commencer et la collaboration LHCb prévoit d’améliorer les mesures évoquées ci-dessus d’ici à la fin de l’année.
