Record de précision : on sait désormais combien de temps vit un neutron

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Des physiciens ont annoncé avoir mesuré avec une précision inégalée la durée de vie moyenne du neutron : 14,629 minutes, ou 877,74 secondes. Il s'agit d'une donnée capitale pour tenter de résoudre l'un des mystères les plus épais de la physique.

Saviez-vous qu’un neutron, en dehors du noyau atomique, a une durée de vie d’environ 15 minutes ? Bien sûr, en physique, "environ" n’est pas français. C’est pourquoi un peu partout dans le monde, des physiciens s’échinent à estimer cette durée de la façon la plus précise possible. La durée de vie d'un neutron libre est une donnée fondamentale pour mieux comprendre la façon dont s’est formé – et dont fonctionne – notre Univers. Sans elle, impossible notamment de vérifier la validité des théories décrivant la nucléosynthèse primordiale, qui s’est déroulée juste après le . De fait, il est indispensable pour les scientifiques de disposer d'un chiffre solide à intégrer dans leurs équations.

Un taux d'incertitude réduit à moins d'une seconde

Actuellement, différentes expériences sont en cours pour obtenir la mesure la plus précise qui soit. L’une d’entre elles, celle de la collaboration UCNτ, menée au Laboratoire national de Los Alamos, au Nouveau-Mexique, vient justement d’annoncer avoir battu un nouveau record de finesse. 877,74 secondes, soit 14,629 minutes : voilà le temps moyen nécessaire à la désintégration du neutron. Ce résultat, dont le taux d'incertitude n'est plus que de 0,039% (ou 0,005 minute), est deux fois plus précis que ceux obtenus précédemment dans le cadre d’expériences similaires. Il est aussi en accord avec les prédictions des calculs théoriques, rendant la satisfaction double.

"Pour la première fois, la précision expérimentale commence à s'approcher de la précision de la théorie", explique dans David Salvat, physicien nucléaire à l’Université d’Indiana et membre de l’équipe de la collaboration UCNτ à qui l’on doit la nouvelle mesure. "Cela signifie que les améliorations futures pourraient mettre le modèle standard lui-même à l'épreuve." Ce nouveau record a été présenté le 13 octobre 2021 lors d’une conférence de l’American Physical Society et dans un article publié dans les .

Neutrons en "bouteille"

Comme de nombreuses autres particules subatomiq[...]

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