Modèle en couche physique nucléaire

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Les calculs de modèle inspirés par le QCD appuient les résultats expérimentaux. Les modèles avec une contribution substantielle des calculs de treillis sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux actuels. À l`avenir, on s`attend à ce que le calcul direct des premiers principes de l`étrange teneur en Quark du proton et du neutron devienne possible à des fins de comparaison avec les données expérimentales. Les preuves accablantes de l`astronomie observationnelle pour l`existence de la matière noire exigent une compréhension de sa nature particulaire. Les neutrinos sont maintenant connus pour être insuffisamment massifs, et aucune autre particule de modèle standard connue ne peut expliquer les données. De nombreux candidats ont été avancés, dont deux sont fortement motivés par des considérations théoriques en dehors de l`astronomie. La particule neutre la plus légère dans les théories telles que la supersymétrie serait de longue durée ou stable et pourrait avoir la masse (encore beaucoup de fois la masse de protons) et la section transversale d`interaction pour être la matière noire. Alternativement, une nouvelle symétrie expliquerait pourquoi le CP est si bien conservé dans les interactions fortes et impliquerait les propriétés et les désintégrations des muons — particules structureless comme les électrons mais avec une masse d`environ 200 fois plus grande — sont parmi les sondes les plus sensibles du modèle standard. L`exemple du moment anormal du muon a déjà été décrit ci-dessus. En outre, les physiciens nucléaires ont récemment rapporté de nouveaux résultats sur les paramètres de corrélation dans la désintégration du muon, la durée de vie des muons et la capture de muons dans l`hydrogène, qui ont amélioré les valeurs expérimentales précédentes par des facteurs de 10 ou plus.

La durée de vie du muon, maintenant déterminée à une précision de partie par million, définit la force de l`interaction faible. Ces nouveaux résultats donnent les limites les plus serrées maintenant disponibles sur les interactions au-delà de celles du modèle standard. Au cours de la prochaine décennie, de nouvelles mesures avec des muons continueront à pousser la frontière de précision. Une expérience pour rechercher la désintégration d`un muon dans un électron et un photon avec une sensibilité de 100 fois plus élevée que les mesures précédentes est en cours actuellement à l`Institut Paul Scherrer (PSI). Cette conversion est essentiellement interdite dans le modèle standard, mais devrait se produire dans certaines extensions théoriques proposées. Deux expériences — une nouvelle mesure encore plus précise du moment anormal du muon et une recherche sensible de la conversion d`un muon à un électron dans le champ d`un noyau — sont planifiées par des collaborations de physiciens de haute énergie et nucléaires pour Fermilab après sa mise à niveau d`intensité. FIGURE 2,37 Comparaison de la mesure BNL du moment magnétique anormal du muon (points les plus bas) avec plusieurs calculs théoriques récents basés sur le modèle standard. HMNT (06), K. Hagiwara, A.D. Martin, D. Nomura, et T.

Teubner, 2007, physique lettres B 649:17; JN (09), F. Jegerlehner et A. Nyffeler, 2009, Physics Reports 477:1; Davier et coll., τ (10) et davier et coll., e + e − (10), M. davier, A. Hoecker, B. Malaescu, et Z. Zhang, 2011, the European Physical journal C 71:1515; JS (11), F. Jegerlehner et R. Szafron, 2011, the European Physical journal C 71:1632; HLMNT (10), une version préliminaire des travaux présentés dans le HLMNT (11); HLMNT (11), K.