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Ah, enfin elle est observé la désintégration "radiative" du neutron, un succés des prédictions théoriques qui confortent le Modèle Standard.
Première observation des rares lueurs de la désintégration du neutron
Les chercheurs du NIST (National Institute of Standards and Technology) et de quatre universités ont réussi la première observation expérimentale des rares particules de lumière émises pendant la désintégration radioactive du neutron. Ces travaux confirment les prévisions théoriques de ce type de désintégration du neutron et ouvrent la voie à un nouveau type de tests des théories fondamentales de la physique des particules.
Le neutron n'est stable qu'à l'intérieur du noyau d'un atome stable; mais il faut environ 15 minutes à un neutron libre pour se transformer en d'autres particules: un proton, un électron et un antineutrino. Cette désintégration Bêta du neutron a été étudiée depuis des décennies sans qu'on puisse apporter la preuve expérimentale des émissions occasionnelles de photons prévues par la théorie.
"Cette mesure est difficile parce que la durée de vie du neutron est très longue, aussi très peu de neutrons se désintègrent simultanément, et parmi ceux qui le font, encore très peu émettent un photon. Et pour ne rien arranger, les émissions parasites sont très importantes", explique le physicien Jeffrey Nico du NIST. L'équipe de chercheurs a réussi à déterminer que, en moyenne, un peu plus de trois neutrons sur 1 000 qui se désintègrent produisent un photon possédant un niveau d'énergie encore assez bas mais suffisant pour être observé. La valeur est mesurée avec seulement 10 pour cent d'incertitude, ce qui est considéré comme remarquable sachant que cette désintégration "radiative" n'avait jamais été observée auparavant.
Selon les chercheurs, le succès de cette expérience rend désormais possibles la conception de nouveaux tests du "modèle standard" de la physique des particules et, au-delà, les recherches sur une nouvelle physique. Grâce à de futures mises à niveau de l'installation expérimentale, les scientifiques indiquent qu'ils pourraient encore améliorer la précision de leurs mesures et envisager des avancées significatives pour repousser les frontières de la connaissance scientifique.
Ces recherches, réalisées au Center for Neutron Research du NIST, sont publiées dans l'édition du 21 décembre 2006 de Nature et ont été soutenues en partie par la National Science Foundation et le Département de l'Energie des Etats-Unis.
Source: NIST
Illustration: Zina Deretsky, National Science Foundation
Première observation des rares lueurs de la désintégration du neutron
Les chercheurs du NIST (National Institute of Standards and Technology) et de quatre universités ont réussi la première observation expérimentale des rares particules de lumière émises pendant la désintégration radioactive du neutron. Ces travaux confirment les prévisions théoriques de ce type de désintégration du neutron et ouvrent la voie à un nouveau type de tests des théories fondamentales de la physique des particules.
Typiquement, un neutron en dehors de son atome se désintègre en trois particules:
un proton, un électron et un antineutrino. Mais très rarement, un processus appelé désintégration "radiative" du neutron
se produit également, aboutissant au trois mêmes trois particules accompagnées
de l'émission de photons supplémentaires
un proton, un électron et un antineutrino. Mais très rarement, un processus appelé désintégration "radiative" du neutron
se produit également, aboutissant au trois mêmes trois particules accompagnées
de l'émission de photons supplémentaires
Le neutron n'est stable qu'à l'intérieur du noyau d'un atome stable; mais il faut environ 15 minutes à un neutron libre pour se transformer en d'autres particules: un proton, un électron et un antineutrino. Cette désintégration Bêta du neutron a été étudiée depuis des décennies sans qu'on puisse apporter la preuve expérimentale des émissions occasionnelles de photons prévues par la théorie.
"Cette mesure est difficile parce que la durée de vie du neutron est très longue, aussi très peu de neutrons se désintègrent simultanément, et parmi ceux qui le font, encore très peu émettent un photon. Et pour ne rien arranger, les émissions parasites sont très importantes", explique le physicien Jeffrey Nico du NIST. L'équipe de chercheurs a réussi à déterminer que, en moyenne, un peu plus de trois neutrons sur 1 000 qui se désintègrent produisent un photon possédant un niveau d'énergie encore assez bas mais suffisant pour être observé. La valeur est mesurée avec seulement 10 pour cent d'incertitude, ce qui est considéré comme remarquable sachant que cette désintégration "radiative" n'avait jamais été observée auparavant.
Selon les chercheurs, le succès de cette expérience rend désormais possibles la conception de nouveaux tests du "modèle standard" de la physique des particules et, au-delà, les recherches sur une nouvelle physique. Grâce à de futures mises à niveau de l'installation expérimentale, les scientifiques indiquent qu'ils pourraient encore améliorer la précision de leurs mesures et envisager des avancées significatives pour repousser les frontières de la connaissance scientifique.
Ces recherches, réalisées au Center for Neutron Research du NIST, sont publiées dans l'édition du 21 décembre 2006 de Nature et ont été soutenues en partie par la National Science Foundation et le Département de l'Energie des Etats-Unis.
Source: NIST
Illustration: Zina Deretsky, National Science Foundation