Les physiciens sont sur le point de tester une hypothèse qui pourrait réécrire les manuels scolaires

Une équipe internationale de physiciens est sur le point de tester une hypothèse “sacrilège” concernant les protons – l’un des éléments de base de l’Univers – et les résultats pourraient forcer une réécriture littérale des manuels de physique nucléaire.

Les expériences, qui sont actuellement en cours aux États-Unis, visent à démontrer que la structure des protons peut changer à l’intérieur du noyau d’un atome dans certaines conditions. Si c’est le cas, un grand nombre d’expériences devront être réévaluées.

“Pour de nombreux scientifiques, l’idée que la structure interne des protons puisse changer dans certaines circonstances peut sembler absurde, voire sacrilège”, a déclaré l’un des chercheurs, Anthony Thomas, de l’université d’Adélaïde en Australie.

“Pour d’autres, comme moi, la preuve de ce changement interne est très recherchée et permettrait d’expliquer certaines des incohérences de la physique théorique.”

Alors, qu’est-ce que cela signifierait exactement si les protons changeaient effectivement de structure ? Eh bien, pour notre vie quotidienne, pas grand-chose. Mais cela aurait de grandes implications dans les domaines de la physique nucléaire et théorique. Pour comprendre pourquoi, il faut d’abord savoir de quoi sont faits les protons.

Bien qu’ils soient l’un des plus petits blocs de construction, les protons sont en fait constitués de particules plus petites, appelées quarks, qui sont maintenues ensemble par des gluons.

Nous pensons actuellement que les protons à l’intérieur des noyaux des atomes ont exactement la même structure que les protons libres.

Mais cette hypothèse ne correspond pas tout à fait à la chromodynamique quantique, la théorie qui décrit les interactions entre les quarks et les gluons. Sur cette base, les protons à l’intérieur des noyaux d’un atome devraient théoriquement subir des modifications sous certains niveaux d’énergie.

Jusqu’à présent, il était pratiquement impossible de vérifier si c’était le cas ou non. Mais grâce à un nouvel équipement du Thomas Jefferson National Accelerator Facility en Virginie, cela est sur le point de changer.

“En envoyant un faisceau d’électrons sur un noyau atomique, on peut mesurer la différence d’énergie des électrons sortants, ce qui représente le changement d’état”, a déclaré Thomas. “Nous faisons des prédictions assez fortes sur ce que les résultats de ces tests montreront, et nous avons l’espoir d’une mesure définitive.”

En vue des premières expériences, Thomas et son équipe ont publié leurs prédictions dans Physical Review Letters ( version complète sur ArXiv), afin qu’elles soient consignées.

Qu’ils soient justes ou faux, les résultats seront d’une importance capitale pour notre compréhension de certains des éléments constitutifs les plus cruciaux de l’Univers, et permettront, nous l’espérons, de mieux comprendre la physique qui régit les interactions de tout ce qui nous entoure.

“Les ramifications pour le monde scientifique sont importantes”, a déclaré Thomas. les ramifications pour le monde scientifique sont importantes”, a déclaré Thomas. Elle pourrait représenter un nouveau paradigme pour la physique nucléaire.”