La Discrépance de Masse du Boson W Suscite un Débat en Physique

La masse du boson W, une particule fondamentale essentielle à la fusion nucléaire, est au centre d'un débat scientifique suite à des résultats expérimentaux contradictoires.En 2023, une équipe dirigée par le physicien Ashutosh Kotwal de l'Université Duke a analysé les données du Fermi National Accelerator Laboratory près de Chicago, suggérant que le boson W était significativement plus lourd que prévu par le modèle standard de la physique des particules. Leur mesure, basée sur l'expérience CDF impliquant quatre millions de bosons W, a indiqué une masse de 77 millions d'électronvolts (eV) supérieure à la valeur théorique, avec une marge d'erreur de seulement 0,01 %.Cependant, une mesure ultérieure effectuée par des chercheurs du Grand collisionneur de hadrons du CERN en Suisse a contredit ces résultats. L'expérience du CERN, utilisant le détecteur CMS, s'est alignée sur la masse prédite par le modèle standard, annulant ainsi l'anomalie.Cette divergence soulève des inquiétudes quant aux défauts potentiels des techniques expérimentales ou aux sources d'erreur négligées. Une étude récente de Kotwal, publiée dans Physical Review Research en février 2025, examine attentivement les calculs utilisés dans l'expérience Fermilab. L'étude se concentre sur la mesure précise des trajectoires des particules dans le détecteur CDF, une chambre en forme de boîte contenant 30 240 fils à haute tension. L'équipe de Kotwal a méticuleusement examiné les éventuels défauts d'alignement des fils qui pourraient fausser les résultats.Malgré l'analyse rigoureuse, Kotwal a conclu que même en tenant compte des minuscules décalages des fils, la mesure de l'énergie cinétique de la particule reste précise à 25 parties par million. « De ce point de vue, la mesure CDF est vérifiée », a déclaré Kotwal.L'enquête en cours vise à identifier la source de la divergence entre les deux expériences. Kotwal souligne l'importance de la transparence des méthodes scientifiques, exhortant les autres expériences à mener des audits internes similaires. La résolution de ce mystère de masse pourrait conduire à une compréhension plus approfondie des lois fondamentales de la nature et potentiellement révéler des failles dans le modèle standard de la physique des particules.