Spectroscopie laser et muons, retour vers le futur ?

[FabriceM]

Lord Kelvin, 1892

“La physique est définitivement constituée dans ses concepts fondamentaux; tout ce qu’elle peut désormais apporter, c’est la détermination précise de quelques décimales supplémentaires. Il y a bien deux petits problèmes: celui du résultat négatif de l’expérience de Michelson et celui du corps noir, mais ils seront rapidement résolus et n’altèrent en rien notre confiance”

Et immédiatement après, patatra, la physique est à refaire ....
 

 

2016, le modèle standard est achevé et repousse vaillement les assaults  expérimentaux les plus rgoureux, les uns après les autres. Tout va bien à deux trois bricoles près. Comme les résultats de la spectroscopie laser de l'hydrogene et du deutérium muonique.
 
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/669

Abstract

 

The deuteron is the simplest compound nucleus, composed of one proton and one neutron. Deuteron properties such as the root-mean-square charge radius rd and the polarizability serve as important benchmarks for understanding the nuclear forces and structure. Muonic deuterium μd is the exotic atom formed by a deuteron and a negative muon μ–. We measured three 2S-2P transitions in μd and obtain rd =       fm, which is 2.7 times more accurate but 7.5σ smaller than the CODATA-2010 value rd =           fm. The μd value is also 3.5σ smaller than the rd value from electronic deuterium spectroscopy. The smaller rd, when combined with the electronic isotope shift, yields a “small” proton radius rp, similar to the one from muonic hydrogen, amplifying the proton radius puzzle.

Commentaire

The radius of the proton has remained a point of debate ever since the spectroscopy of muonic hydrogen indicated a large discrepancy from the previously accepted value. Pohl et al. add an important clue for solving this so-called proton radius puzzle. They determined the charge radius of the deuteron, a nucleus consisting of a proton and a neutron, from the transition frequencies in muonic deuterium. Mirroring the proton radius puzzle, the radius of the deuteron was several standard deviations smaller than the value inferred from previous spectroscopic measurements of electronic deuterium. This independent discrepancy points to experimental or theoretical error or even to physics beyond the standard model.

 
En bref, au cours d'une expérience de physique rigolote, on a mesuré une variation dans le rayon de la charge électrique du proton. Une variation qui n'est pas explicable avec notre conception actuelle de la physique. Oups. Youpi.

 

( voir aussi http://arstechnica.com/science/2016/08/researchers-orbit-a-muon-around-an-atom-confirm-physics-is-broken/ )

[Lancelot]

Ils trouveront un nouveau modèle, c'est leur boulot. Et du point de vue de ce qu'on arrive déjà à mesurer tout ce que ça apportera c’est la détermination précise de quelques décimales supplémentaires.

[Bézoukhov]

Si un mec redessine la physique, c'est un peu plus que trois décimales qui seront en jeu.

[Lancelot]

On gagnera des ordres de grandeurs de précision sur les choses qu'on arrive déjà à modéliser et on arrivera à en modéliser d'autres. Pour les choses qu'on modélise déjà avec une précision raisonnable, no big deal.

[Alchimi]

Un pote ingénieur physicien ayant parcouru l'article m'as dit "ouais bon ils ont une incertitude sur une mesure déjà pas certaine".

Autant dire que lundi il retournera au boulot sans prise de tête.

[FabriceM]

Ils trouveront un nouveau modèle, c'est leur boulot. Et du point de vue de ce qu'on arrive déjà à mesurer tout ce que ça apportera c’est la détermination précise de quelques décimales supplémentaires.

 

Rofl. Quand on trouve réellement un nouveau modèle de physique (pas quand on fiat un bricolage avec de l'ajustement honteux), dans le passé, ça nous a ouvert de nouveaux horizons. Lorsque dirac à réussi à formuler l'équation de schrodinger pour inclure les onditions relativistes, il a découvert en même temps les antiparticules.

 

Si un mec redessine la physique, c'est un peu plus que trois décimales qui seront en jeu.

Merci.

 

On gagnera des ordres de grandeurs de précision sur les choses qu'on arrive déjà à modéliser et on arrivera à en modéliser d'autres. Pour les choses qu'on modélise déjà avec une précision raisonnable, no big deal.

 

D'un point de vue terre à terre, précisin de mesure etc ..  tu as surement raison. Du point de vue théorique, tu pourrais admettre que tu n'as pas vraiment idée de ce que ça signifie.

 

Un pote ingénieur physicien ayant parcouru l'article m'as dit "ouais bon ils ont une incertitude sur une mesure déjà pas certaine".

Autant dire que lundi il retournera au boulot sans prise de tête.

Quelle incertitude ? Les mesures sur le deutérium muonique confirment celles sur l'hydrogène muonique faites précédemment.

[Lancelot]

Rofl. Quand on trouve réellement un nouveau modèle de physique (pas quand on fiat un bricolage avec de l'ajustement honteux), dans le passé, ça nous a ouvert de nouveaux horizons. Lorsque dirac à réussi à formuler l'équation de schrodinger pour inclure les onditions relativistes, il a découvert en même temps les antiparticules.

De nouveaux horizons != ce qu'on arrive déjà à mesurer.

Ma position dans cette discussion est qu'à cause de Popper mais surtout de Kuhn on a tendance à beaucoup trop dramatiser ce qu'est une révolution scientifique, à croire que ça remet totalement à zéro notre compréhension des phénomènes ou même que ça change les lois de l'univers.

Une vision moins hystérique dramatique est que l'ensemble des modèles disponibles est comme une boîte à outil où on va piocher celui qui est le plus adapté à un problème donné. Des fois on a besoin d'une loupe, des fois d'un microscope.

 

D'un point de vue terre à terre, précision de mesure etc ..  tu as surement raison. Du point de vue théorique, tu pourrais admettre que tu n'as pas vraiment idée de ce que ça signifie.

Je suis sûr que c'est très excitant pour les chercheurs spécialistes de ce petit bout de réalité. Le truc avec les chercheurs c'est qu'il y en a pour tous les bouts de réalité imaginables avec leurs propres controverses et révolutions. Donc on apprend à relativiser

[h16]

Un pote ingénieur physicien ayant parcouru l'article m'as dit "ouais bon ils ont une incertitude sur une mesure déjà pas certaine".

Autant dire que lundi il retournera au boulot sans prise de tête.

On parle de 7 sigmas pour la mesure, là, tout de même, et plusieurs dizaines de sigmas pour l'hypothèse "erreur de mesure".

[FabriceM]

 

 

A tort ou à raison, j'accorde aux modèles de physique des particules un statut particulier. Lié à des exigences particulières. On ne peut pas (ou du moins, on ne devrait pas) les bricoler n'importe comment et incorporer facilement n'importe quoi. Pour rester dans la métaphore de la caisse à outils, pour moi, c'est comme si on trouvait un niveau tiroir dans la caisse, alors que, pour toi, c'est juste un ou plusieurs outils qui vont changer un peu. Rien de bien grave, mais bon, pour une fois que je suis enthousiaste pour quelque chose, j'aimerais arriver à partager ça

[Nihiliste frustré]

Bah si grâce à ça on arrive par exemple à expliquer l'expansion de l'univers ou la rotation des galaxies, on sera très loin d'un simple gain en précision.

[Lancelot]

A tort ou à raison, j'accorde aux modèles de physique des particules un statut particulier. Lié à des exigences particulières. On ne peut pas (ou du moins, on ne devrait pas) les bricoler n'importe comment et incorporer facilement n'importe quoi.

Il n'y a que des cas particuliers

Les bonnes pratiques en ce qui concerne les modèles scientifiques sont partout les mêmes. Pour la théorie maximiser le nombre de phénomènes expliqués (une fois qu'on a défini son cadre bien sûr) et la spécificité des prédictions, minimiser le nombre d'hypothèses. Pour la pratique faire un arbitrage entre la précision recherchée des mesures et la complexité des calculs qu'on peut se permettre.

 

Pour rester dans la métaphore de la caisse à outils, pour moi, c'est comme si on trouvait un niveau tiroir dans la caisse, alors que, pour toi, c'est juste un ou plusieurs outils qui vont changer un peu.

Un nouveau tiroir c'est peut-être exagéré mais un nouvel outil oui ça correspond exactement à ma vision. Par contre les autres outils ne changent pas et c'est tout à fait légitime de continuer à les utiliser en l'état quand le cas s'y prête.

[FabriceM]

Dans le genre "oups, on a peut-être raconté des grosses conneries" on a aussi ça : http://www.nature.com/articles/srep35596

 

Disons qu'en augmentant la taille de l'échantillon des supernovae (d'un certain type) qui ont initialement permis de dévoiler le phénomène d'accélération de l'expansion de l'univers, eh bien, au lieu d'augmenter le rapport signal/bruit dans les données, ça l'a diminué et l'a fait passer en dessous du seuil standard pour une "découverte" en physique.

[FabriceM]

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171005190404.htm

 

Un problème décidément toujours d'actualité. Même en physique atomique "basique", la science bouge.