Le positronium, état des lieux en 2020

La particule qui pourrait chambouler la physique est une vieille connaissance, le positronium, mis en évidence pour la première fois en 1951.

Un cousin de l’atome d’hydrogène

Le positronium est un état lié d’un électron et de son antiparticule, le positron. Il a été observé la première fois en 1951 par le physicien Martin Deutsch.

Son étude est redevenue d’actualité récemment, notamment à cause de ses implications comme test d’une physique au-delà du modèle standard.

Le positronium est instable et il se désintègre en moins de 200 nanosecondes pour donner en général deux photons gamma, mais pas toujours.

Un article du média Lemonde.fr a attiré notre attention :

La particule qui pourrait chambouler la physique est une vieille connaissance, le positronium, mis en évidence pour la première fois en 1951. C’est une paire de particules chargées, un électron et son antiparticule, le positron, qui tournent autour de leur centre de gravité. Leur manège est bref, souvent quelques nanosecondes, mais c’est assez pour pouvoir l’étudier dans les moindres détails. « Ce système est le plus simple qu’on puisse imaginer, purement régi par l’électrodynamique quantique. L’hydrogène, autre système simple, est plus complexe à cause de la grande taille du proton », rappelle Paul Indelicato, chercheur CNRS au Laboratoire Kastler-Brossel, à Paris.

Ce qu’il faut retenir sur le positronium

  • Le positronium est un cousin de l’atome d’hydrogène avec le proton remplacé par l’antiparticule de l’électron, le positron.
  • Une nouvelle étude plus précise de la façon dont le positronium émet ou absorbe de la lumière par effet maser a conduit à un désaccord important avec l’électrodynamique quantique, la théorie physique la plus précise connue de l’Humanité.
  • Une transition quantique ne se fait pas avec la fréquence des photons prévue.
  • Il se peut que cette transition soit sensible à d’autres champs encore inconnus en physique, par exemple celui suggéré dans la traque à la matière noire et associé à une particule, l’axion.

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