Lo centre de recèrca Fermilab anoncièt lo 7 d’abril son darrier resultat dins una comunicacion ben coordenada, qu’a ja fach lo torn dau Monde. La comunautat scientifica, los mèdias e lo public an descubèrt ensems lo nòu resultat dins un dirècte qu’amassèt 20 000 espectators. Un pareu d’oras passat, èra dins totei lei grands jornaus. Coordenats per lo meteis jorn, son publicats quatre articles scientifics d’aquel experiment, un article scientific teoric dins Nature, e un fum de preprint qu’aduson de complements d’informacion e d’especulacions. Un eveniment mediatic d’aquela importància fariá pensar qu’avèm la descubèrta dau decenni. Alora, qu’es aquò, e es vertadierament important, òc o non?

L’experiment dau Fermilab (Illinois, Estats Units), que li dison “Muon g-2”, es una modernizacion de l’experiment E821 de BNL (Long Island, Estats Units), que foguèt terminada en 2001. Despuei l’experiment de BNL, lei fisicians an passat dos decennis d’esforç per entendre ço qu’an observat. E aquò a generat un estrambòrd ininterromput dins tota la comunautat de fisica dei particulas: es bensai aquò fin finala lo senhau tant esperat de quauqua ren delà lo Modèl Estandard, lo rei incontestat de la fisica fondamentala (de “l’infinidament pichon”) despuei leis ans 1970. Aqueu modèl estandard a de problèmas teorics, que nos fan pensar que i a probablament quauqua ren en delà, en quauque luòc, mai fins ara dins la practica a totjorn marchat, amb una precision meravilhosa. Totjorn, levat en un pareu d’experiments onte la situacion èra pas clara, e la mesura dau “g-2” per E821 èra un d’aquesteis experiments. Mai èra pas pron precisa per copar a còp segur, adonc l’experiment foguèt desplaçat e melhorat, mentre qu’un autre experiment independent es tanben organizat en Japon (J-PARC).
 
Per un fisician, aqueu nom de “Muon g-2” explica en fach fòrça literalament l’objectiu d’aquest experiment: lo muon es una particula elementària qu’es un cosin mai pesuc de l’electron, e “g” es un factor de proporcionalitat entre l’spin d’una particula cargada electricament e son moment magnetic. L’spin es una estructura matematica que se compòrta coma una mena d’equivalent internalizat d’una rotacion de la particula. Per una particula classica, lo g qu’intra dins lo rapòrt giromagnetic es simplament 1. Mai dins la mecanica quantica, g es 2 per l’spin d’un fermion (totei lei particulas elementàrias “de matèria” que conoissèm). Si l’experiment calcula la diferéncia g-2, es perque en fach es pas exactament 2: la mecanica quantica es solament una aproximacion, mentre que lei teorias mai modèrnas basadas sus la “teoria dei camps” permeton una interaccion entre lo muon e lei coblas particula-antiparticula dei fluctuacions dau vuege. Es un fenomèn que foguèt calculat per lo primier còp en 1948 per Julian Schwinger, futur prèmi Nobel. Despuei alora avèm afinat aqueu calcul, e ara es probablament un dei calculs mai precís de l’istòria de la fisica: g = 2.002331841. Lo problèma es que la teoria ditz que deuriá èstre g = 2.002331840. Una diferéncia pichòta, mai qu’es gaireben conoissuda amb pron de precision per dire qu’avèm descubèrt quauqua ren! Per exemple, la participacion, dins lo totau de totei lei fluctuacions dau vuege, d’una nòva particula que conoissèm pas encara.
 
Lo limit abituau en fisica dei particulas es “5 sigmas”: se la diferéncia es mai de 5 fes la barra d’error, alora se pòu oficialament considerar qu’avèm fach una descubèrta, qu’aquò es segur. Es una marca un pauc arbitrària, mai es justificat matematicament per lo fach que la distribucion estatistica d’una gròssa soma de donadas a solament una probabilitat dau 0,00003% d’èstre desviada de mai de 5 sigmas per còp d’azard.
 
Lei resultats dau vièlh experiment E821 avián anonciat 3,4 sigmas de diferéncia amb lei calculs teorics. Au 6 d’abrieu èra una pauc mens, perque lei calculs teorics an cambiat un pauc, mai ara despuei lo 7 d’abrieu e la publicacion dei resultats “de fasa 1”, es 4.2 sigmas. Aquo redutz fòrça la probabilitat que siegue un còp d’azard, perque la relacion es exponenciala, e nos rapròcha dei 5 sigmas fatidics. E aquò es solament la primiera fasa dau projècte: dins l’an que ven, Fermilab deu analizar tanben lei resultats de fasa 2 e 3. La probabilitat d’encapar lei 5 sigmas l’an que ven es fòrça auta, quasi segura. L’objectiu oficiau final de l’experiment es totjorn un senhau de 7 sigmas.
 
Mai i a una pèira dins lo jardin: un trebalh de la collaboracion BMW (Budapèst-Marselha-Wuppertal), conegut deis especialistas despuei l’an passat, ven tot bèu just de passar la validacion per la comunautat (“peer reviewing”) e d’èstre publicat dins la prestigiosa revista Nature. Aqueu calcul, fòrça mai precís que leis autrei calculs qu’utilizavan lo meteis metòde, es en conflicte amb lei resultats dau metòde tradicionau, mentre qu’es mai o mens d’acòrdi amb lei nòu resultats experimentaus. Alora avèm un triangle: sus un caire lei resultats experimentaus de Fermilab, sus un autre caire lei prediccions dau metòde tradicionau mieg teoric, mieg experimentau, e sus lo tresen caire lei resultats dau nòu metòde que calcula tot sus de superordenadors a partir de la formula teorica mai fondamentala. Cu a rason?
 
Per ara, la situacion es venguda fosca. Podèm imaginar aumens quatre possibilitats: que lei calculs teorics tradicionaus an fach una error (aquò seriá una decepcion dei gròssas), que lei calculs teorics nòus an fach una error (ço que suggeririá una violacion dau Modèl Estandard dins g-2), que lei dos son en fach corrèctes e d’acòrdi (seriá simplament de fluctuacions estatisticas que despareisseràn amb lo temps), o que lei dos son corrèctes mai que solament lo calcul tradicionau es incompatible amb l’experiment (ço que suggeririá que la violacion dau Modèl Estandard existisse mai pas onte l’esperaviam). Coma que siegue, l’anóncia reviscola la recèrca dau domeni, e promete una solucion rapida per aqueu problèma de 20 ans. E cu sap, bensai una pòrta dubèrta devèrs la “fisica delà lo Modèl Estandard”, lo Sant Grasal dau fisician.
 
 
 
 
 
Julien Frison


 

fffff		fffff
	Per ne saupre mai:   — Publicacion scientifica principala   — Pagina Wikipèdia de l’experiment   — Pagina oficiala de l’experiment Conferéncia de premsa Seminari scientific