De possibles signes d'une nouvelle physique avec le moment magnétique du muon

Laurent Sacco, Journaliste
·2 min de lecture

Le 7 avril 2021 marque un tournant dans l’énigme du moment magnétique du muon, un désaccord étudié depuis plus de deux décennies entre la valeur de ce moment calculée à partir des équations de la théorie quantique des champs et les expériences menées pour le mesurer.

Rappelons que le muon est un lepton, un cousin de l’électron mais un peu plus lourd possédant tout comme lui une charge électrique élémentaire. On peut donc lui appliquer l’équation quantique et relativiste découverte en 1928 par le prix Nobel de physique Paul Dirac. Cette équation prédit automatiquement que, tout comme l’électron, le muon doit posséder un moment cinétique intrinsèque, un spin, et qu’il doit donc se comporter comme s'il était une petite sphère chargée en rotation (la mécanique quantique interdit cependant de pousser la comparaison trop loin car cela conduit à des contradictions avec la théorie de la relativité notamment). L’équation implique alors, en bonus, que ces deux particules doivent aussi se comporter comme une petite barre aimantée et donc posséder ce que les physiciens appellent un moment magnétique.

L’équation de Dirac n’est pas la seule qui gouverne les propriétés du muon et de l’électron. Il faut faire intervenir – à des degrés d’approximation divers – toutes les autres équations du modèle standard de la physique des particules et donc, indirectement, toutes les autres particules connues, comme les quarks, les neutrinos ou même le boson de Brout-Englert-Higgs.


Une présentation de l'énigme du moment magnétique du muon. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Fermilab

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