Le modèle standard de la physique remis en question
Le modèle standard de la physique des particules représente probablement la meilleure description disponible à l'heure actuelle des éléments composant l'univers et de la façon dont ils interagissent. Développé dans les années 1970, ce modèle explique la plupart des résultats expérimentaux et a prévu avec une grande précision de nombreux nouveaux phénomènes découverts depuis cette époque. D'après ce modèle, l'univers est constitué de 12 particules de matière et de 4 particules de force qui agissent sur elles. Six des particules de matière sont des quarks et l'une des quatre particules de force est le gluon qui les «colle» ensemble. En plus des quarks, les gluons peuvent également interagir. Sur de courtes distances, un opérateur mathématique appelé le lagrangien de la chromodynamique quantique (QCD) est traditionnellement utilisé pour décrire les interactions entre gluons et entre gluons et quarks. Un système d'auto-interaction des gluons a été récemment observé à l'accélérateur HERA (Hadron-Electron Ring Accelerator) en Allemagne, au moment où l'équation BFKL (Balitskii–Fadin–Kuraev–Lipatov) est devenue célèbre pour sa prédiction de la distribution des gluons associés. Des chercheurs ont lancé le projet 'Low-x gluon distribution from the discretised BFKL equation' (LOWXGLUE), financé par l'UE, pour étudier les propriétés de densité et de gluons dans les interactions entre gluons ainsi que dans les interactions entre gluons et quarks afin de comprendre les réactions de particules de haute énergie. Les scientifiques ont constaté que la solution de l'équation BFKL reliait le comportement à basse et à extrêmement haute énergie d'une manière qui contredit le théorème de ce que l'on appelle le découplage. Ce dernier, comme son nom l'indique, prétend que ces comportements sont découplés à des échelles plus petites que celles qui sont caractéristiques de la nouvelle physique ou des développements théoriques nécessaires pour expliquer les écarts importants et reconnus dans le modèle standard. Les chercheurs de LOWXGLUE ont poursuivi cette voie de recherche en vue d'apporter une contribution importante à la description des données et de déterminer là où le théorème de découplage pourrait être violé, en relation avec ce que l'on appelle la limite infrarouge. Les résultats du projet LOWXGLUE promettent de constituer des outils importants pour l'étude de la présence ou non d'une nouvelle physique au-delà de la portée d'application du modèle standard. L'adaptation des données expérimentales telles que celles obtenues à HERA aux modèles mathématiques développés permettra ainsi de faire progresser les domaines de la physique des particules et de la dynamique quantique. Cela pourrait également apporter les pièces manquantes au puzzle du modèle standard tant recherché.