La violation de la parité est une propriété fondamentale de l’univers qui a été observée dans diverses expériences, mais jamais dans les molécules. Cela est dû au fait que les molécules sont beaucoup plus petites que les atomes et que les effets de la violation de la parité sont beaucoup plus faibles au niveau moléculaire. Cependant, les progrès récents des techniques expérimentales ont permis de mesurer la violation de la parité dans des molécules avec une sensibilité sans précédent. Cela a conduit à un regain d'intérêt pour ce domaine, et il existe désormais un nombre croissant de preuves suggérant qu'une violation de la parité peut effectivement être observable dans les molécules.
Violation de la parité et faiblesse de la force nucléaire
La violation de la parité est une violation du principe de symétrie appelé parité. La parité est la propriété d'un système qui reste inchangé lorsque ses coordonnées spatiales sont inversées. En d’autres termes, un système est invariant en matière de parité s’il se présente de la même manière lorsqu’il est observé dans un miroir.
La force nucléaire faible est la seule des quatre forces fondamentales de la nature qui viole la parité. Cela signifie que la force nucléaire faible peut faire la distinction entre la gauche et la droite et peut faire tourner les particules dans une direction privilégiée.
Violation de la parité dans les atomes et les molécules
Une violation de la parité a été observée dans diverses expériences impliquant des atomes. La plus célèbre de ces expériences est l’expérience Wu, réalisée en 1957. Dans cette expérience, un faisceau d’atomes de cobalt 60 polarisés traversait une feuille de fer magnétisée. Les atomes ont ensuite été détectés par un ensemble de compteurs placés de chaque côté de la feuille. Les résultats de l’expérience ont montré que les atomes étaient plus susceptibles d’être diffusés dans la direction du champ magnétique que dans la direction opposée. Il s’agissait d’une violation flagrante de la parité et cela fournissait une preuve solide de l’existence d’une force nucléaire faible.
Une violation de la parité a également été observée dans quelques expériences impliquant des molécules. Cependant, ces expériences ont été beaucoup moins précises que celles impliquant des atomes. Cela est dû au fait que les molécules sont beaucoup plus petites que les atomes et que les effets de la violation de la parité sont beaucoup plus faibles au niveau moléculaire.
Progrès récents des techniques expérimentales
Les progrès récents des techniques expérimentales ont permis de mesurer la violation de la parité dans des molécules avec une sensibilité sans précédent. L'une de ces techniques est appelée sélectivité de spin induite par la chirale. (CISS). CISS est une technique qui utilise une molécule chirale pour induire une polarisation de spin dans un faisceau d'atomes ou de molécules. Cette polarisation de spin peut ensuite être détectée par un ensemble de compteurs placés de chaque côté de la molécule chirale.
Une autre technique utilisée pour mesurer la violation de la parité dans les molécules est appelée fluorescence induite par laser. (FRV). Le LIF est une technique qui utilise un laser pour exciter une molécule à un niveau d'énergie plus élevé. La molécule émet alors un photon lorsqu’elle revient à un niveau d’énergie inférieur. La polarisation de ce photon peut être utilisée pour déterminer la polarisation de spin de la molécule.
Preuve de violation de la parité dans les molécules
Il existe désormais un nombre croissant de preuves suggérant qu’une violation de la parité pourrait effectivement être observable dans les molécules. Ces preuves proviennent de diverses expériences, notamment des expériences utilisant CISS et LIF.
L'une des expériences les plus convaincantes a été réalisée par une équipe de chercheurs de l'Université de Chicago en 2012. Dans cette expérience, les chercheurs ont utilisé CISS pour mesurer la violation de la parité dans un faisceau de molécules de formaldéhyde. Les résultats de l’expérience ont montré que les molécules étaient plus susceptibles d’être diffusées dans la direction du champ magnétique que dans la direction opposée. Il s’agissait d’une violation flagrante de la parité et cela fournissait une preuve solide de l’existence d’une force nucléaire faible dans les molécules.
Conclusion
Les progrès récents des techniques expérimentales ont permis de mesurer la violation de la parité dans des molécules avec une sensibilité sans précédent. Cela a conduit à un regain d'intérêt pour ce domaine, et il existe désormais un nombre croissant de preuves suggérant qu'une violation de la parité peut effectivement être observable dans les molécules. Si cela se confirme, cela aura un impact profond sur notre compréhension des forces fondamentales de la nature.
