Protons : une révolution est en marche

La science possède ses propres mystères. Pour les plus novices, ceux-ci sont parfois bien difficiles à comprendre. Ainsi, à moins d'être un opiniâtre scientifique, vous n'êtes certainement pas au courant de la dernière révolution physique en date : le proton est plus infiniment petit que prévu. Une équipe internationale de chercheurs a confirmé ce jeudi qu'une nouvelle mesure constate en effet que le proton est d'environ 4 pour cent plus petit que les expériences antérieures ne le suggéraient. L'étude, publiée dans le numéro de janvier de la revue Science, rend optimiste la communauté de scientifiques quand à découverte de nouvelles particules ou des forces.

Pendant des années, les physiciens ont utilisé deux méthodes indirectes pour déterminer la taille du proton. Ils peuvent tirer un faisceau d'électrons à protons et mesurer dans quelle mesure les particules volantes se dévient. Alternativement, les physiciens peuvent étudier le comportement des électrons dans les atomes d'hydrogène. Les deux méthodes indiquent le proton a un rayon d'environ 0,88 ou 0,88 femtomètres quadrillionths d'un mètre.Cette mesure n'a pas été mise en doute jusqu'en 2010, lorsque le physicien Aldo Antognini à l'EPF de Zurich et son équipe ont développé une nouvelle technique pour sonder la taille du proton. Ils ont également utilisé des atomes d'hydrogène, mais remplacé les électrons des muons - particules similaires aux électrons mais plus de 200 fois plus massive. Les muons améliorent leur interaction avec les protons et rendent leur comportement plus dépendant de la taille du proton.

Une nouvelle physique ?

Après avoir mesuré les rayons X émis par les muons, l'équipe Antognini a publié un article dans Nature pour affirmer que le rayon du proton est de 0,84 femtomètres - environ 4 pour cent de moins que les estimations précédentes. Cette même équipe vient donc de réexaminer ces résultats. Les deux émissions ont donné la même valeur allégée pour la taille du proton. La nouvelle étude élimine la possibilité de certaines erreurs systématiques et réduit l'incertitude de la mesure par 40 pour cent. "Cela montre que notre expérience est conforme et qu'il n'y avait pas d'erreurs", certifie Antognini. Cette confirmation est donc une révolution pour les scientifiques. Car les conséquences sont encore inestimables. Elles pourraient même entraîner la mise en place d'une nouvelle physique.