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L'équipe de Saida Guellati-Khélifa améliore la mesure de la constante de structure fine, une valeur fondamentale de la physique

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MarcThor

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L'équipe de Saida Guellati-Khélifa améliore  la mesure de la  constante de structure fine, en donnant une mesure avec une erreur relative inférieure au dix-milliardième. Un exploit obtenu après des années d' un travail entamé en 2013, en utilisant des atomes de rubidium et en suivant le principe d'une expérience imaginée par Steven Chu.

 La valeur de cette constante, souvent notée α, avec  α=e^2 /2hcƐ0,  a été estimée de manière à ce que l'on ait:  α−1 = 137.035999206.

Cette valeur conforte la solidité du modèle standard ( conformité avec ses prévisions) et infirme un peu plus l'hypothèse de l'existence du photon noir.

 

 

Article:

Une équipe française perfectionne la mesure d’une constante fondamentale de la physique

 

La validation et l’application des théories physiques nécessitent l’utilisation de grandeurs universelles : les constantes fondamentales. Une équipe de recherche française1 vient d’effectuer la mesure la plus précise à ce jour de la constante de structure fine, qui caractérise la force de l’interaction entre la lumière et les particules élémentaires chargées, comme les électrons. Cette valeur est à présent attribuée avec 11 chiffres significatifs, améliorant d’un facteur 3 la précision de la dernière mesure en date2. Les scientifiques ont atteint une telle exactitude en perfectionnant leur dispositif expérimental, afin de réduire les imprécisions et de contrôler les effets susceptibles de perturber la mesure. L’expérience consiste à refroidir des atomes de rubidium à une température proche du zéro absolu. Ces derniers reculent lors de l’absorption de photons lumineux à une vitesse qui dépend de leur masse et la mesure très précise de ce phénomène permet d’affiner la connaissance de la constante de structure fine.  Ces résultats, parus dans Nature le 3 décembre, ouvrent de nouvelles voies pour évaluer les prédictions théoriques du modèle standard3. L’utilisation de constantes plus précises pourrait permettre de répondre à des questions fondamentales comme celle de l’origine de la matière noire dans l’Univers.

Illustration de la mesure expérimentale de la constante de structure fine ( voir image). Les motifs du fond de l'image représentent les véritables diagrammes de Feynman utilisés qui contribuent au calcul de la valeur théorique du l'anomalie du moment magnétique de l'électron (calculé en utilisant, entre autres, la constante de structure fine). En couleur est représenté le schéma de l’interféromètre atomique utilisé pour la mesure de la vitesse de recul des atomes.
© Pierre Cladé, Saïda Guellati-Khélifa et Tatsumi Aoyama

 

Bibliographie

Determination of the fine-structure constant with 81 parts-per-trillion accuracy, Léo Morel, Zhibin Yao, Pierre Cladé, Saïda Guellati-Khélifa, Nature, le 2 décembre 2020. DOI:10.1038/s41586-020-2964-7

https://www.cnrs.fr/fr/une-equipe-francaise-perfectionne-la-mesure-dune-constante-fondamentale-de-la-physique

figure Cte SF.jpg

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