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.

• 1Les physiciens et physiciennes travaillent au Laboratoire Kastler Brossel (CNRS/Sorbonne Université/ENS Paris/Collège de France) et au Conservatoire national des arts et métiers (CNAM).
• 2La nouvelle valeur de la constante de structure fine est 1/α = 137,035999206 (avec une précision relative de 81 parties par trillions)
• 3Le modèle standard de la physique des particules étudie les composants élémentaires de la matière.