Qu'est-ce qu'on obtient quand on fait revivre une belle machine physique de 20 ans, transportez-le soigneusement 3, 200 milles sur terre et sur mer jusqu'à sa nouvelle demeure, et ensuite l'utiliser pour sonder des événements étranges dans un champ magnétique ? J'espère que vous obtiendrez de nouvelles informations sur les particules élémentaires qui composent tout.

L'expérience Muon g-2, situé au Laboratoire national de l'accélérateur Fermi du Département de l'énergie des États-Unis (DOE), a commencé sa quête de ces idées. Le 31 mai l'électroaimant supraconducteur de 15 mètres de large au centre de l'expérience a vu son premier faisceau de particules de muons provenant des accélérateurs du laboratoire Fermi, le coup d'envoi d'un effort de trois ans pour mesurer exactement ce qui arrive à ces particules lorsqu'elles sont placées dans un champ magnétique incroyablement précis. La réponse pourrait réécrire l'image que les scientifiques ont de l'univers et de son fonctionnement.

"Le premier faisceau de l'expérience Muon g-2 marque véritablement le début d'un nouveau programme de recherche important au Laboratoire Fermi, celui qui utilise des particules de muons pour rechercher des anomalies rares et fascinantes dans la nature, " a déclaré Nigel Lockyer, directeur du Fermilab. " Après des années de préparation, Je suis ravi de voir cette expérience commencer sa recherche pour de bon."

Arriver à ce point a été un long chemin pour Muon g-2, au sens propre comme au figuré. La première génération de cette expérience a eu lieu au Brookhaven National Laboratory du DOE des États-Unis dans l'État de New York à la fin des années 1990 et au début des années 2000. Le but de l'expérience était de mesurer précisément une propriété du muon :la précession des particules, ou vaciller, dans un champ magnétique. Les résultats finaux étaient surprenants, faisant allusion à la présence de particules fantômes inconnues auparavant ou de forces affectant les propriétés du muon.

La nouvelle expérience au Fermilab utilisera le faisceau intense de muons du laboratoire pour répondre définitivement aux questions soulevées par l'expérience de Brookhaven. Et comme il aurait coûté 10 fois plus cher de construire une toute nouvelle machine à Brookhaven plutôt que de déplacer l'aimant au Fermilab, l'équipe Muon g-2 a transporté ce gros, aimant supraconducteur fragile d'un seul tenant de Long Island à la banlieue de Chicago à l'été 2013.

L'aimant a pris une barge vers le sud autour de la Floride, la voie navigable Tennessee-Tombigbee et la rivière Illinois, et a ensuite été conduit sur un camion spécialement conçu pendant trois nuits jusqu'au Fermilab. Et grâce à une carte en ligne alimentée par GPS, il a rassemblé des milliers de fans au cours de son voyage, ce qui en fait l'un des électro-aimants les plus connus au monde.

" Obtenir l'aimant ici n'était que la moitié de la bataille, " a déclaré Chris Polly, chef de projet de l'expérience Muon g-2. « Depuis son arrivée, l'équipe ici au Fermilab a travaillé sans relâche pour installer des détecteurs, construire une salle de contrôle et, pour la dernière année, réglage de l'uniformité du champ magnétique, qui doit être précisément connu à un niveau sans précédent pour obtenir toute nouvelle physique. ça a été beaucoup de travail, mais nous sommes prêts maintenant à vraiment commencer."

Ce travail a inclus la création d'une nouvelle ligne de lumière pour délivrer un pur faisceau de muons à l'anneau, l'installation d'une multitude d'instruments pour mesurer à la fois le champ magnétique et les muons lorsqu'ils y circulent, et un processus d'un an de "calage" de l'aimant, insérer de minuscules morceaux de métal à la main pour façonner le champ magnétique. Le champ créé par l'aimant est maintenant trois fois plus uniforme que celui qu'il a créé à Brookhaven.

Au cours des prochaines semaines, l'équipe Muon g-2 testera les équipements installés autour de l'aimant, qui stockera et mesurera des muons pour la première fois en 16 ans. Plus tard cette année, ils commenceront à prendre des données de qualité scientifique, et si leurs résultats confirment l'anomalie observée pour la première fois à Brookhaven, cela signifiera que l'image élégante de l'univers sur laquelle les scientifiques travaillent depuis des décennies est incomplète et que de nouvelles particules ou forces peuvent exister, à découvrir.

"C'est une période passionnante pour toute l'équipe, et pour la physique, " a déclaré David Hertzog de l'Université de Washington, co-porte-parole de la collaboration Muon g-2. "L'aimant a fonctionné, et fonctionne à merveille. Il ne faudra pas longtemps avant d'avoir nos premiers résultats et une meilleure vue à travers la fenêtre que l'expérience de Brookhaven nous a ouverte."