Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie et du Lawrence Berkeley National Laboratory a réalisé une mesure ultra-précise de la constante de structure fine, et ce faisant, ont trouvé des preuves qui jettent des doutes sur la théorie des photons noirs. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit son processus de mesure et ce qu'il a trouvé en l'utilisant.

La constante de structure fine est un nombre qui caractérise la force de la force des interactions électromagnétiques entre les particules chargées, tels que ceux qui sont impliqués dans le fait d'empêcher les électrons de voyager en dehors de leurs atomes. Jusqu'à maintenant, il a été dérivé en utilisant les propriétés magnétiques des électrons et des calculs qui sont encore considérés comme théoriques. Comme le notent les chercheurs, des mesures plus précises permettent de tester le modèle standard de la physique des particules. À cette fin, ils cherchaient à mesurer la constante par des moyens plus directs.

Pour accomplir cet exploit, ils ont pointé un laser sur les atomes de césium-133 (interférométrie à ondes de matière) pour les forcer à se superposer quantiquement, puis ont examiné de près ce qui s'est passé entre eux alors qu'ils se détendaient pour retrouver leur état naturel. L'interférence qui s'est produite, les rapports de l'équipe, ont révélé la vitesse à laquelle les atomes se sont déplacés lorsqu'ils ont été frappés par le laser - ils ont utilisé ce nombre pour déterminer la constante de structure fine. Ils affirment que leurs travaux ont permis de calculer la constante de structure fine à mieux qu'une partie par milliard.

Les chercheurs rapportent que le nombre qu'ils ont déterminé correspond étroitement à la théorie, qui offre une certaine confirmation des théories qui suggèrent que les électrons ne sont pas constitués de plus petits, particules inconnues. Mais cela jette également le doute sur les théories entourant l'existence des photons sombres.

photons sombres, la théorie a suggéré, sont des particules presque identiques aux photons, mais avoir une masse. Ils peuvent également interagir avec d'autres particules. Si la preuve pouvait être trouvée de leur existence, cela renforcerait les théories sur la matière noire en général, parce que la théorie de la matière noire suggère qu'ils seraient le porteur de force. Du bon côté, parce que le nombre qu'ils ont extrait était proche de celui théorisé, mais pas exact, il y a encore de la place pour d'autres théories des particules pour expliquer l'écart.

© 2018 Phys.org