Une équipe internationale de scientifiques du LHC et du Tévatron annonce son premier résultat conjoint

Chicago (États-Unis) et Genève (Suisse), le 19 mars 2014. Des scientifiques travaillant auprès des plus grandes expériences de physique des particules du monde ont uni leurs forces et rassemblé leurs données, et présentent le premier résultat conjoint du Tévatron (Fermilab1) et du LHC (Grand collisionneur de hadrons du CERN2) – respectivement l’ancien et l’actuel plus puissant accélérateur de particules du monde. Les quatre collaborations concernées (ATLAS, CDF, CMS et D0) ont annoncé aujourd’hui leur résultat conjoint sur la masse du quark top à l’occasion des « Rencontres de Moriond », une conférence internationale de physique qui a lieu en Italie.

Les quatre collaborations ont mis en commun leur puissance d’analyse des données et sont parvenues à déterminer la meilleure valeur à ce jour de la masse du quark top : 173,34 ± 0,76 GeV/c2.

Les expériences3,4 menées au LHC du CERN à Genève (Suisse) et au Tévatron au Fermilab, près de Chicago (État de l’Illinois aux États-Unis), sont les seules à avoir observé le quark top, la particule élémentaire la plus massive connue à ce jour. La masse très élevée du quark (plus de cent fois celle du proton) en fait pour les physiciens l’un des outils les plus importants pour comprendre la nature de l’Univers.

Cette nouvelle valeur précise de la masse du quark top va permettre aux scientifiques de mettre davantage à l’épreuve le cadre mathématique qui décrit les liens quantiques entre le quark top, le Higgs et le boson W, vecteur de la force électrofaible. Les théoriciens vont étudier de quelle manière cette nouvelle valeur, plus précise, va changer les prédictions concernant la stabilité du champ de Higgs et ses effets sur l'évolution de l'Univers. Ils pourront alors rechercher d’éventuelles incohérences dans le Modèle standard de la physique des particules, indices d’une nouvelle physique qui permettront de mieux comprendre la nature de l’Univers.

« Le fait que le CERN et le Fermilab aient réuni leurs données pour déterminer avec précision la masse du quark top montre à quel point cet élément est important pour comprendre la nature, a déclaré Nigel Lockyer, directeur du Fermilab. C'est un très bel exemple de collaboration internationale au sein de notre discipline. »

Au total, plus de 6 000 scientifiques de plus de 50 pays participent aux quatre expériences en question. Les expériences CDF et D0 ont découvert le quark top en 1995, et le Tévatron a produit quelque 300 000 événements comprenant ce quark pendant ses 25 années d’existence. Le collisionneur a été arrêté en 2011. Depuis qu’il a commencé à fonctionner comme collisionneur pour la physique en 2009, le LHC a produit près de 18 millions d’événements contenant le top, ce qui fait de lui la première usine à quarks top du monde.

« On appelle cela concurrence dans la collaboration, a déclaré Rolf Heuer, directeur général du CERN. La concurrence entre les expériences et les laboratoires est certes une émulation, mais une collaboration comme celle-ci sous-tend la physique mondiale des particules et est essentielle pour faire avancer notre connaissance de l’Univers dans lequel nous vivons. »

Chacune des quatre collaborations a par le passé publié ses propres mesures de la masse du quark top. Réunir ces résultats a nécessité une coopération étroite entre elles pour comprendre en détail les techniques et des incertitudes des unes et des autres. Chaque expérience a mesuré la masse du quark top en faisant appel à plusieurs méthodes différentes, en analysant différentes voies de désintégration du quark top, en utilisant des techniques d’analyse complexes mises au point et améliorées sur plus de 20 années de recherche sur le quark top d’abord au Tévatron, puis au LHC.

 

Pour en savoir plus:
Ce résultat conjoint a été soumis à arXiv et peut être consulté ici.
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Contacts médias :
Andre Salles
Fermilab Office of Communication
media@fnal.gov
+1-630-840-3351

 

Note(s)

1. Le Fermilab est le laboratoire national des États-Unis pour la recherche en physique des particules. Relevant du Bureau des sciences du Département de l’Énergie des États-Unis (DOE), le Fermilab est situé près de Chicago, dans l’Illinois, et exploité dans le cadre d’un contrat par la Fermi Research Alliance, LLC. Visitez le site web du Fermilab : http://www.fnal.gov. Suivez le Fermilab sur Twitter: @FermilabToday. En savoir plus sur le Bureau des sciences du DOE : http://science.energy.gov.

2. Le CERN, Organisation européenne pour la Recherche nucléaire, est le plus éminent laboratoire de recherche en physique des particules du monde. Il a son siège à Genève. Ses États membres actuels sont les suivants : Allemagne, Autriche, Belgique, Bulgarie, Danemark, Espagne, Finlande, France, Grèce, Hongrie, Israël, Italie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Royaume-Uni, Slovaquie, Suède et Suisse. La Roumanie a le statut de candidat à l’adhésion. La Serbie est État membre associé en phase préalable à l’adhésion. Les États-Unis d’Amérique, la Fédération de Russie, l’Inde, le Japon, la Turquie, la Commission européenne et l’UNESCO ont le statut d'observateur.

3. Les expériences ATLAS et CMS sont des collaborations internationales d’universités et de laboratoires de recherche, soutenues par des organismes de financement du monde entier. Pour en savoir plus sur les expériences et les instituts qui y participent : http://atlas.ch et http://cern.ch/cms.

4. Les expériences CDF et D0 sont financées par différents organismes internationaux, dont le Bureau des sciences du Département de l’Énergie des États-Unis et la National Science Foundation. Liste des instituts collaborant à CDF : http://www-cdf.fnal.gov/collaboration/index.html et à D0 : http://www-d0.fnal.gov/ib/Institutions.html.

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