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Le mystère des muons bientôt résolu grâce à des chercheurs russes

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C'est avec la contribution de spécialistes russes de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI que sera bientôt résolu l'un des principaux problèmes de la physique contemporaine des particules élémentaires, le mystère des muons, informe l'établissement dans un communiqué.

Quand elles pénètrent dans l'atmosphère de la Terre, les particules venant de l'espace subissent plusieurs transformations engendrant des particules élémentaires, les muons — ou électrons lourds, qui désignent les particules élémentaires de charge négative. Certains atteignent la surface terrestre et peuvent donc être identifiés par des détecteurs. Il y a quelques années, les chercheurs ont noté que le nombre de muons enregistrés était supérieur de plusieurs dizaines de pour cent par rapport aux théories existantes et ont appelé ce phénomène le "mystère des muons".

La première référence au mystère des muons remonte à 2002-2007, lors d'une longue série d'expériences au MEPhI avec le dispositif DEKOR. Plus tard, l'excès de muons a été confirmé par des expériences réalisées dans le grand observatoire Pierre-Auget en Argentine.

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Le personnel du centre de formation et de recherche NEVOD — qui fait partie de l'Institut de physique nucléaire et des technologies MEPhI — étudie les muons à l'aide de l'unique détecteur de neutrinos à eau destiné à l'étude de tous les éléments des rayons cosmiques près de la surface terrestre. Les derniers résultats ont été rapportés par les spécialistes du MEPhI lors de la Conférence panrusse sur les rayons cosmiques à Doubna, dans la région de Moscou.

"Ces dernières années, nous avons multiplié par trois ou quatre nos données expérimentales — nous avons donc accru la précision des mesures. L'une des directions des recherches expérimentales pour résoudre le mystère des muons est la mesure du nombre de muons, mais également l'observation de leurs caractéristiques énergétiques. Nous avons commencé l'expérience de mesure de l'énergie des muons en 2012 et nous continuons à ce jour. D'abord, avec le détecteur du tracé de coordonnées DEKOR, nous enregistrons un groupe de muons puis nous mesurons l'effet énergétique qu'ils dégagent dans le détecteur à eau NEVOD", a déclaré le chercheur en chef du centre NEVOD Rostislav Kokoouline, cité dans le communiqué.

Les chercheurs ont l'intention de découvrir si, hormis l'excès quantitatif de muons, leur énergie moyenne subit un changement.

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"Quand les expériences montreront qu'un tel excès énergétique a lieu, on saura quels changements doivent être apportés au modèle théorique. Aujourd'hui, l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI construit de nouveaux dispositifs qui fonctionneront avec les détecteurs DEKOR et NEVOD. Cela permettra d'accroître l'éventail des caractéristiques observées et la précision des mesures", indique le communiqué.

Selon Rostislav Kokoouline, le mystère des muons sera résolu d'ici 2 à 5 ans.

"La découverte du mystère des muons nous donnera une meilleure compréhension du processus de cascade nucléaire en interaction avec des particules de très haute énergie. Cette compréhension est nécessaire pour étudier les caractéristiques de notre univers, pour examiner les processus qui s'y déroulent", souligne le scientifique.

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