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Des études approfondies pourraient conduire à de nouveaux modèles pour la physique des particules

Les quarks sont l'une des particules les plus fondamentales. Ils semblent avoir une réalité concrète, mais n'existent que confinés dans les hadrons, un peu comme des bulles dans un liquide. Un projet financé par l'UE a conçu un cadre théorique pour décrire aussi exactement que possible ce phénomène (nommé confinement de couleurs).
Des études approfondies pourraient conduire à de nouveaux modèles pour la physique des particules
Le confinement des quarks est l'un des problèmes les plus difficiles de la physique des particules. Ces particules élémentaires ne peuvent être isolées pour être observées directement: elles s'assemblent obligatoirement pour constituer des hadrons. On ne peut donc pas les étudier ni les observer, autrement qu'au niveau du hadron. La chromodynamique quantique (QCD) explique comment les quarks sont liés par l'interaction forte (véhiculée par les gluons) pour former des hadrons comme le proton et le neutron. La dynamique du confinement des quarks peut être paramétrée en matière d'éléments de la matrice hadronique.

Les scientifiques du projet HPFPLATTICEQCD (High precision flavour physics using lattice QCD), financé par l'UE, se sont efforcés de calculer avec une précision élevée les éléments de la matrice hadronique nécessaires pour analyser les données des expériences actuelles et futures, utilisant la QCD sur réseau. Le but était de conduire des tests expérimentaux rigoureux du modèle standard (la base théorique de la physique des particules), et de déterminer des contraintes sur de possibles nouvelles théories au-delà de ce modèle.

Les chercheurs ont conduit de nombreuses études sur des particules observables de différentes saveurs, obtenant dans la plupart des cas les résultats les plus précis à ce jour, et réduisant les incertitudes des études précédentes. Ils ont obtenu un bon accord entre les prévisions théoriques et les résultats expérimentaux. Les résultats pourront soutenir d'autres équipes à la recherche de nouvelles théories physiques, et pour imposer des contraintes à de nouvelles théories.

En outre, les scientifiques ont découvert quelques contradictions dans les écarts-types entre les prévisions du modèle standard et les mesures expérimentales, ainsi que des incohérences dans la description du modèle standard. Plusieurs de ces contradictions pointent vers un nouveau problème global, qui pourrait s'expliquer par une physique au-delà du modèle standard. D'autres travaux sont nécessaires pour confirmer la réalité de ces problèmes.

Les chercheurs du projet HPFPLATTICEQCD ont enregistré d'importants progrès dans la description précise des divergences par rapport aux prévisions du Modèle standard. Ces divergences ne peuvent être expliquées par le modèle standard et pourraient pointer vers de nouvelles possibilités passionnantes en physique des particules.

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Mots-clés

Physique des particules, quarks, confinement de couleur, QCD sur réseau, modèle standard
Numéro d'enregistrement: 190733 / Dernière mise à jour le: 2016-12-20